内容正文:
第2节 液体的压强
第2课时 液体压强的分析及应用
物理 八年级下册 人教版
原创新课堂
1.连通器:上端 ________、下端 ______ 的容器叫做连通器。
2.连通器原理:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是 _________。
3.连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等。
开口
连通
相同的
知识点一 连通器
【例1】下列装置中,不是利用连通器原理进行工作的是 ( )
A.拦河大坝 B.船闸
C.锅炉水位计 D.茶壶
A
【变式训练1】下图各连通器中,当水静止时的情形正确的是 ( )
A
【方法点拨】(1)上端开口、下端连通的容器才是连通器。(2)只要是连通器,不管它如何放置,容器中装有同种液体且不流动时,各部分的液面总是相平的。
知识点二 液体压强的综合分析与计算
C
C
【例2】底面积和质量相同的甲、乙、丙三个容器放置在水平桌面上。现向甲、乙、丙容器中分别加入等质量的a、b、c三种液体,三容器中液面恰好相平,如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.液体对容器底部的压强关系为pa=pb=pc
B.液体对容器底部的压力关系为Fa=Fb=Fc
C.容器对桌面的压强关系为p甲=p乙=p丙
D.容器对桌面的压力关系为F甲>F乙>F丙
【变式训练2】如图所示,形状不同、底面积和重力均相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是( )
A.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
B.A容器对桌面的压强最大,C容器对桌面的压强最小
C.液体密度关系为ρA<ρB<ρC
D.A容器底部受到的液体压强最大,C容器底部受到的液体压强最小
【方法点拨】(1)公式p= eq \f(F,S) 是压强的定义式,一般多用于固体压强,公式p=ρgh多用于液体压强。
(2)对于固体,一般是先求压力,再求压强;对于液体,一般是先求压强,再求压力。液体对容器底的压力F与液体受到重力G之间的关系如图所示。
【例3】如图所示,一铁桶重为60 N,桶的底面积为300 cm2,放在面积为1 m2的水平台面上,往桶里倒入15 kg的水,水的深度为15 cm。求:(g取10 N/kg)
(1)水对桶底的压强。
(2)桶底受到水的压力。
(3)水平台面受到桶的压强。
台面受到桶的压强p′= eq \f(F′,S) = eq \f(210 N,3.0×10-2 m2) =7000 Pa
解:(1)水对桶底的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1500 Pa
(2)桶的底面积S=300 cm2=3.0×10-2 m2;
由p= eq \f(F,S) 可得,桶底受到水的压力F=pS=1500 Pa×3.0×10-2 m2=45 N
(3)台面受到桶的压力F′=G桶+G水=G桶+m水g=60 N+15 kg×10 N/kg=210 N,
【变式训练3】将一未装满水密闭的矿泉水瓶,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强。
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。
解:(1)由图可得,倒立时水的深度h2=13 cm=0.13 m,
倒立放置时瓶盖所受水的压强p=ρgh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m=1.3×103 Pa
对桌面的压强p′= eq \f(F,S盖) = eq \f(2.8 N,8×10-4 m2) =3.5×103 Pa
(2)正放时瓶中水的高度h1=10 cm=0.1 m,V水=Sh1=28×10-4 m2×0.1 m=2.8×10-4 m3,
瓶中水的质量m=ρV水=1.0×103 kg/m3×2.8×10-4 m3=0.28 kg,
瓶中水的重力G=mg=0.28 kg×10 N/kg=2.8 N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力F=G=2.8 N,
$$