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第2课时 与液体压强相关的应用实例
连通器
(双选)下列是利用连通器的特点来实现自己的功能的是(AD)
[教材“科学书屋”改编]三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图所示是轮船通过船闸的示意图,此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭。下列说法正确的是( A )
2题图
A.闸室和上游水道构成连通器,当水不流动时,水对阀门A两侧的压力大小相等
B.闸室和上游水道构成连通器,当水不流动时,水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,当水不流动时,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,当水不流动时,水对阀门B两侧的压力大小相等
帕斯卡定律
[教材“拓展一步”改编]在给汽车更换轮胎时,通常要用到液压千斤顶,千斤顶实质是一个小型液压机,其工作原理如图所示,它是利用帕斯卡定律制成的;若大小活塞的面积之比为200∶1,当在小活塞上施加100 N的力,则在大活塞上产生的力为2×104N。
3题图
[教材“拓展一步”改编]如图,一台水压机大活塞的半径是小活塞半径的2倍,如果在小活塞上加500 N的压力,则大活塞能顶起物体的重力为2_000N。
4题图
液体压强的综合计算
如图所示,容器中盛有水,容器壁AB所受水的压强是6×103Pa,容器底所受水的压强是9×103Pa。换盛另一种液体,此时容器壁AB受到的压强为5.4×103 Pa,该液体的密度是0.9×103kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5题图
[易错题]将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8 cm2,瓶底的面积是28 cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10 N/kg),求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强。
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
6题图
解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:p=ρgh倒立=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m=1 300 Pa,
由p=可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:
F=pS瓶盖=1 300 Pa×8×10-4 m2=1.04 N;
(2)正立时,矿泉水瓶内水的体积:
V=S瓶底h正立=28 cm2×10 cm=280 cm3,
由ρ=可得,水的质量:
m水=ρV=1.0 g/cm3×280 cm3=280 g=0.28 kg,
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:F′=G水=m水g=0.28 kg×10 N/kg=2.8 N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:
p′===3 500 Pa。
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04 N,压强为1 300 Pa;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3 500 Pa。
(湖北十堰期中)连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示,事例中不是利用连通器原理工作的是( A )
位于陕西泾阳的郑国渠是我国古代大型水利工程,如图是其截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可看作一个连通器。当水不流动时,水对A点的压强小于(选填“大于”“等于”或“小于”)水对B点的压强。
2题图
如图所示,A、B为两容器,用一带阀门的管子相连,装有同种液体,液面相平,则a、b两处的压强pa<(选填“>”“<”或“=”)pb。当阀门打开时,液体不流动(选填“流动”或“不流动”)。如果上面容器中,A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体从A流向B(选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”)。
3题图
如图所示,轮船由下游经过船闸驶往上游。当船从下游驶向船闸时,首先打开阀门B,此时下游和闸室组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门D,船驶入闸室;船驶入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,此时闸室和上游形成一个连通器,当闸室中水位与上游水位相平时,打开闸门C,船驶入上游。
4题图
如图所示是维修汽车的千斤顶的原理图,它是利用帕斯卡定律制成的;当用1 000 N的力作用在小活塞上,能顶起5×104 N的汽车,则小活塞面积与大活塞面积之比为1∶50。
5题图
压强是描述压力的作用效果的物理量。如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上,容器的左端有一个面积为20 cm2的活塞A,容器的右端有一个面积为50 cm2的活塞B。不计活塞与容器间的摩擦,分别在活塞A、B上施加力F1、F2,若要保持两活塞不发生相对移动,则F1∶F2=2∶5。
6题图
如图所示,a、b、c、d为某液体内部的四个点,它们刚好位于竖直平面内一长方形的四个顶点,液体在a、b、d三点的压强以及长方形的边长已在图中标注,则c点的液体压强沿各个(选填“竖直”或“各个”)方向,大小为60kPa,该液体的密度为1×103kg/m3,a点的深度为1.2m。(g取10 N/kg)
7题图
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