内容正文:
第09讲 液体的压强
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练考点·强知识:7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 实验:影响液体内部压强的因素
液体内部具有压强的原因:液体受重力,没有固定的形状且具有流动性。但液体压强的大小与液体重力大小无关,即一定重力大小的液体可以产生不同的压力、压强。
实验:
1.测量压强的工具:压强计。
(1)用途:测量液体内部的压强。
(2)结构:如图所示,压强计主体由U形玻璃管(或透明塑料)、橡皮管、金属盒、橡皮膜几部分组成。U形管中加入某种液体(如水、水银),右侧管口暴露于空气中,左侧管口与橡皮管紧密相连(气密性良好),橡皮管另一侧连接一圆形无盖金属盒,金属盒上蒙一层橡皮膜。这样,在金属盒、橡皮管、左侧U形管中形成了一定体积的密闭气体。
(3)原理:当橡皮膜受到的压强为零时(除大气压外),U形管两边液面相平(在同一水平线上),当橡皮膜受到压强作用时,密闭气体被挤压,从而向下挤压U形管左侧液体,U形管左侧液面下降,右侧液面上升,从而两管内液面产生高度差,且压强越大,两液面高度差越大,因此由两管内液面的高度差可体现被测压强的大小。
(4)使用:如图所示,连杆与探头相连,将探头送入待测液体的指定位置,调向旋钮可以改变橡皮膜在液体中的朝向,观察U形管两侧液面的高度差对应的刻度,以判断压强的大小。
2.实验:影响液体内部压强的因素
(1)实验前检查压强计的气密性
橡皮膜在未受到外界压强时,U形管两侧液面应相平,如遇到下列情况,需做相应调整。
①U形管两侧不相平,说明气密性良好,但不符合压强计使用要求,应将橡皮管从U形管上拔下,使橡皮管内气体与大气接通,再将橡皮管重新紧密连接到U形管上。
②在按压橡皮膜后,U形管两侧液面高度无变化,说明密闭气体部分漏气了,需检查橡皮膜、橡皮管是否完好,与金属盒、U形管连接是否紧密。
(2)【实验目的】探究影响液体内部压强的因素
【实验猜想】
猜想一:液体内部压强与液体内深度有关。
猜想二:液体内部压强与液体密度有关。
猜想三:液体内部某位置朝各个方向的压强都相等。
【实验器材】水、烧杯、U形管压强计
【实验步骤及现象】
甲 乙 丙 丁 戊
(1)验证猜想一:如图甲和乙,分别将压强计探头送入水中的不同深度,发现送入的深度越深,U形管两侧液面高度差越大。
(2)验证猜想二:如图乙和丙,分别将压强计探头送入水和盐水的同一深度,发现探头送入盐水时,U形管两侧液面高度差更大。
(3)验证猜想三:如图乙、丁、戊,将压强计探头送入水中的某一深度保持不变,调节调向旋钮,改变橡皮膜的朝向,发现U形管两侧液面高度差不变。
【实验方法】
(1)控制变量法:在探究液体压强与深度的关系时,保持液体密度不变,在探究液体压强与液体密度及方向的关系时,保持深度不变。
(2)转换法:将液体压强大小转换为压强计U形管两侧的高度差。
【实验结论】
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
知识点2 液体压强的计算
公式:p=ρ液gh
注意:h为液体的深度是从液体的自由表面(暴露在空气中的液面)到所研究的液体内部某点(或面)的竖直高度,即从上向下量的距离。
不同形状的容器装有液体时,有以下规律:
容器的种类
容器底受到的压强
p=ρ液gh
容器底受到的压力
F=pS
压力和液体重力的关系
容器底部受到液体的压力:F=pS=ρ液ghS=ρ液Shg
F>G液
F=G液
F<G液
容器对支持面的压力
容器对支持面的压强
与p=ρ液gh的区别与联系:
(1)液体压强公式p=ρ液gh是根据液体的特点,利用定义式推导出来的,只适用于液体,而具有普遍的适用性。
(2)在公式中决定压强大小的因素是压力和受力面积;在液体压强公式p=ρ液gh中决定液体压强大小的因素是液体密度和深度。
(3)对于规则的侧壁竖直的容器,底部受到的压强用公式和p=ρ液gh计算结果一致;对于其他不规则的容器,计算液体压强一定要用p=ρ液gh,否则会出现错误。
知识点3 连通器
1.定义:上端开口(暴露在空气中)、下部相连通的容器叫连通器。
2.连通器里的同种均匀液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
3.应用:
茶壶 下水管道 船闸
考点一 液体压强的比较
1.如图所示,三个规格相同的杯子里分别装有水,盐水和酒精。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )
A.甲杯是水,乙杯是盐水 B.乙杯是盐水,丙杯是水
C.甲杯是盐水,乙杯是酒精 D.乙杯是水,丙杯是酒精
2.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:F甲>F乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D.容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
3.在如图所示的三个底面积相同的容器中,分别装入质量相同的水,则容器底部受到水的压强和压力为( )
A.甲的压强最小,压力最大 B.乙的压强最大,压力最小
C.丙的压强最大,压力最大 D.以上说法均不对
考点二 液体压强实验
4.如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,液体压强越 (选填“大”或“小”);
(2)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可得出结论,液体内部向各个方向的压强都 ;
(3)把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体压强随着 的增加而增大;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体压强与 有关。
考点三 液体压强计算
5.如图所示,平底水桶放在水平地面上,水桶的底面积为0.04m2,空桶重4N,向桶内倒入48N的水,桶内水深为10cm。g取10N/kg,,水桶厚度忽略不计。求:
(1)水桶对地面的压力和压强;
(2)水对桶底的压力和压强。
6.如图所示,2012年6月24日,我国自主研制的蛟龙号载人潜水器落入7000m级的深海中,敲开了这一神秘“龙宫”的大门,(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)蛟龙号下潜到100m处所受海水的压强为多少Pa?
(2)下潜到100米处时,海水对蛟龙号外表面0.01m2面积上海水产生的压力是多少。
考点四 连通器
7.如图所示,不是利用连通器原理工作的是( )
A.锅炉水位 B.U形“反水弯”
C.金属盒压强计 D.三峡船闸
8.如图所示,下列表示该液压千斤顶工作原理的表达式中,错误的是( )
A. B.p1=p2
C.F1×S2=F2×S1 D.F1×S1=F2×S2
1.如图所示一玻璃管下端封有弹性薄膜,并悬置于一玻璃杯中,某物理兴趣小组利用该装置分别在玻璃管内外加注水研究液体压强问题,在实验前小组同学预测了几种可能实验现象,其中错误的是( )
A. B. C. D.
2.如图,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有不同液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,则两液体的密度和桌面受到的压强大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
3.如图所示,完全相同的甲、乙两个圆柱形容器内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等。则下列关于烧杯中液体密度ρ甲、ρ乙和烧杯甲、乙对桌面的压强p甲、p乙大小关系说法正确的是( )
①ρ甲>ρ乙;②ρ甲<ρ乙;③p甲>p乙;④p甲<p乙
A.只有①③ B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
4.如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等 B.左侧液体的质量大于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同 D.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
5.如图所示的密闭容器中装满水静止放在水平桌面上(如图甲),容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为 Pa(g取10N/kg);把容器倒放在该桌面上(如图乙),容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底的压强将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
6.如图所示是某同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为 (选填“>”、“<”或“=”)。其中 液体可能是水。(g取10N/kg)
7.如下图甲所示,工人师傅将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ,这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏,若存水杯中的水由于蒸发而变干,地漏将 (选填“仍能”或“不能”)阻止下水道异味上逸。
8.一个未装满水的密闭容器,容器的重力是G1,水的重力G2。正立在水平桌面上时如图甲所示,水对容器底的压力F G2,此时容器对桌面的压强为p1。将其倒立,如图乙所示,容器对桌面的压强为p2,则p1 p2(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
9.聪明的小慧利用压强计测量液体的密度。如图丙所示,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,当橡皮膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为 。(不考虑橡皮膜发生形变对实验的影响)
10.如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙。现将两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,此时液体对容器底部的压强p甲' p乙'。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
11.如图所示往容器中倒入足量的水,使水面高过最上面的孔,观察三张橡皮膜,其中凸出程度最大的是 孔,说明了液体对容器侧壁有压强,而且在同种液体中,深度越深,液体压强 。
12.如图,餐盘放在水平桌面上,把装满水的烧杯放在餐盘正中央,烧杯底部和餐桌紧密贴合。再把空饮料罐的一部分缓缓按入水中,在这个过程中餐盘对桌面的压力 ;烧杯内的水对烧杯底部的压力 (以上均选填“增大”“不变”“减小”)。
13.如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10﹣3m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为 Pa。若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA pB,A、B容器对桌面的压强分别为pA′、pB′,则pA′ pB′(大于/小于/等于)。
14.如图所示的广口玻璃杯重为,底面积为,内装的水后,测得玻璃杯中水深,则水对容器底的压力是 ;若将装了水的该容器放在面积为的水平桌面中央,容器对桌面的压强 (已知取)。
15.如图(a)所示是同学们“探究液体内部压强大小影响因素”实验的装置。
(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计是 (选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)如图(b)、(c)所示为将压强计的探头放入水中不同深度的情况,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而 ;
(3)比较图(c)、图(d),可初步判断:液体内部压强与液体的 有关;
(4)探究结束后,同学们设计了如图(e)所示实验:将两个相同的下端带橡皮膜的薄壁玻璃管(质量不计)分别竖直插入两种未知液体A和B中,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测玻璃管直径,计算出玻璃管的横截面积S;
②将其中一只玻璃管插入液体A中深度处,向管内添加细沙直至橡皮膜变平,用天平测得管内细沙质量为m;(g已知)
③将另一只玻璃管插入液体B中深度处,向管内添加水直至橡皮膜变平,用量筒测得管中水的体积为V;(水的密度已知用表示)
④液体A中深度处的压强表达式 (用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
⑤液体B的密度的表达式 (用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则会导致所测量的液体B的密度值 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
16.如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作________;
A.从U形管内向外倒出适量水 B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)调整器材后小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)将压强计金属盒的橡皮膜朝下逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜 (选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强;
(4)小明完成了图乙、丙所示实验,分析可知液体的压强与 有关;
(5)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了了图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显,为使实验现象更加明显下列操作可行的是________;
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更小的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
D.将U形管换成更细的
(6)保持图丁中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(7)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,在管中装入不等量.的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小红猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小红的猜想错误。
17.如图所示是某型号电热水壶,水壶底面积为200cm2(忽略内外底面积的差异),空热水壶质量是0.5kg,当热水壶装1.5kg水时,水深20cm。将它放置于面积为1.2m2的水平桌面上。求:
(1)热水壶对桌面的压强;
(2)水对热水壶底部的压强;
(3)水对热水壶底部的压力。
18.如图所示,容器重10 N,放在水平桌面上,容器上部是边长为10cm的正方体,下部是边长为40cm的正方体,若向容器内注入64.5kg某种液体,液面刚好在上面正方体的中间。(g取10N/kg)求:
(1)该液体的密度;
(2)容器底部受到液体的压力;
(3)桌面受到的压强。
19.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力、压强?
(2)茶杯对水平桌面的压力、压强?
(3)画出桌面受到压力示意图。
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第09讲 液体的压强
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第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 实验:影响液体内部压强的因素
液体内部具有压强的原因:液体受重力,没有固定的形状且具有流动性。但液体压强的大小与液体重力大小无关,即一定重力大小的液体可以产生不同的压力、压强。
实验:
1.测量压强的工具:压强计。
(1)用途:测量液体内部的压强。
(2)结构:如图所示,压强计主体由U形玻璃管(或透明塑料)、橡皮管、金属盒、橡皮膜几部分组成。U形管中加入某种液体(如水、水银),右侧管口暴露于空气中,左侧管口与橡皮管紧密相连(气密性良好),橡皮管另一侧连接一圆形无盖金属盒,金属盒上蒙一层橡皮膜。这样,在金属盒、橡皮管、左侧U形管中形成了一定体积的密闭气体。
(3)原理:当橡皮膜受到的压强为零时(除大气压外),U形管两边液面相平(在同一水平线上),当橡皮膜受到压强作用时,密闭气体被挤压,从而向下挤压U形管左侧液体,U形管左侧液面下降,右侧液面上升,从而两管内液面产生高度差,且压强越大,两液面高度差越大,因此由两管内液面的高度差可体现被测压强的大小。
(4)使用:如图所示,连杆与探头相连,将探头送入待测液体的指定位置,调向旋钮可以改变橡皮膜在液体中的朝向,观察U形管两侧液面的高度差对应的刻度,以判断压强的大小。
2.实验:影响液体内部压强的因素
(1)实验前检查压强计的气密性
橡皮膜在未受到外界压强时,U形管两侧液面应相平,如遇到下列情况,需做相应调整。
①U形管两侧不相平,说明气密性良好,但不符合压强计使用要求,应将橡皮管从U形管上拔下,使橡皮管内气体与大气接通,再将橡皮管重新紧密连接到U形管上。
②在按压橡皮膜后,U形管两侧液面高度无变化,说明密闭气体部分漏气了,需检查橡皮膜、橡皮管是否完好,与金属盒、U形管连接是否紧密。
(2)【实验目的】探究影响液体内部压强的因素
【实验猜想】
猜想一:液体内部压强与液体内深度有关。
猜想二:液体内部压强与液体密度有关。
猜想三:液体内部某位置朝各个方向的压强都相等。
【实验器材】水、烧杯、U形管压强计
【实验步骤及现象】
甲 乙 丙 丁 戊
(1)验证猜想一:如图甲和乙,分别将压强计探头送入水中的不同深度,发现送入的深度越深,U形管两侧液面高度差越大。
(2)验证猜想二:如图乙和丙,分别将压强计探头送入水和盐水的同一深度,发现探头送入盐水时,U形管两侧液面高度差更大。
(3)验证猜想三:如图乙、丁、戊,将压强计探头送入水中的某一深度保持不变,调节调向旋钮,改变橡皮膜的朝向,发现U形管两侧液面高度差不变。
【实验方法】
(1)控制变量法:在探究液体压强与深度的关系时,保持液体密度不变,在探究液体压强与液体密度及方向的关系时,保持深度不变。
(2)转换法:将液体压强大小转换为压强计U形管两侧的高度差。
【实验结论】
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
知识点2 液体压强的计算
公式:p=ρ液gh
注意:h为液体的深度是从液体的自由表面(暴露在空气中的液面)到所研究的液体内部某点(或面)的竖直高度,即从上向下量的距离。
不同形状的容器装有液体时,有以下规律:
容器的种类
容器底受到的压强
p=ρ液gh
容器底受到的压力
F=pS
压力和液体重力的关系
容器底部受到液体的压力:F=pS=ρ液ghS=ρ液Shg
F>G液
F=G液
F<G液
容器对支持面的压力
容器对支持面的压强
与p=ρ液gh的区别与联系:
(1)液体压强公式p=ρ液gh是根据液体的特点,利用定义式推导出来的,只适用于液体,而具有普遍的适用性。
(2)在公式中决定压强大小的因素是压力和受力面积;在液体压强公式p=ρ液gh中决定液体压强大小的因素是液体密度和深度。
(3)对于规则的侧壁竖直的容器,底部受到的压强用公式和p=ρ液gh计算结果一致;对于其他不规则的容器,计算液体压强一定要用p=ρ液gh,否则会出现错误。
知识点3 连通器
1.定义:上端开口(暴露在空气中)、下部相连通的容器叫连通器。
2.连通器里的同种均匀液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
3.应用:
茶壶 下水管道 船闸
考点一 液体压强的比较
1.如图所示,三个规格相同的杯子里分别装有水,盐水和酒精。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )
A.甲杯是水,乙杯是盐水 B.乙杯是盐水,丙杯是水
C.甲杯是盐水,乙杯是酒精 D.乙杯是水,丙杯是酒精
【答案】B
【详解】ABCD.由图可知,三杯子中液体的深度关系为
因三液体对容器底部的压强相同,所以,由的变形式可知,三液体的密度关系为
由于
可知,甲是酒精,乙是盐水,丙是水,故ACD不符合人题意,B符合题意。
故选B。
2.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:F甲>F乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D.容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
【答案】C
【详解】A.容器的质量相同,液体的质量相同,故甲、乙容器对桌面的压力等于总重力,甲、乙容器对桌面的压力相同,故A错误;
D.甲、乙容器对桌面的压力相同,受力面积相同,故容器对桌面的压强相同,故D错误;
B.甲、乙的液体的质量相同,甲是柱状容器,乙是上宽,下窄的容器,乙液体的体积大于甲液体的体积,故乙液体的密度小于甲液体的密度,故B错误;
C.甲液体的密度大于乙液体的密度,根据可知,深度相同,故甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故C正确。
故选C。
3.在如图所示的三个底面积相同的容器中,分别装入质量相同的水,则容器底部受到水的压强和压力为( )
A.甲的压强最小,压力最大 B.乙的压强最大,压力最小
C.丙的压强最大,压力最大 D.以上说法均不对
【答案】C
【详解】如图容器装入相同质量的水,容器的底面积相等,三容器内水的深度
又因为,所以容器底部受到水的压强
再根据公式可知容器底部受到水的压力最大的还是丙。故C符合题意。
故选C。
考点二 液体压强实验
4.如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,液体压强越 (选填“大”或“小”);
(2)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可得出结论,液体内部向各个方向的压强都 ;
(3)把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体压强随着 的增加而增大;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体压强与 有关。
【答案】 大 相等 深度 密度
【详解】(1)[1]通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,所以,高度差越大,液体压强越大。
(2)[2]把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现U形管两边液面的高度差均不改变,由此可知:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)[3]保证液体密度不变时,把探头慢慢下移,发现U形管两边液面的高度差逐渐增大,说明液体压强变大,所以,在同一种液体里,液体压强深度的增加而增大。
(4)[4]将烧杯中的水换成浓盐水,液体密度增大,发现U形管两边液面的高度差增大,说明液体压强变大,故说明液体压强与液体密度有关。
考点三 液体压强计算
5.如图所示,平底水桶放在水平地面上,水桶的底面积为0.04m2,空桶重4N,向桶内倒入48N的水,桶内水深为10cm。g取10N/kg,,水桶厚度忽略不计。求:
(1)水桶对地面的压力和压强;
(2)水对桶底的压力和压强。
【答案】(1)52N;1300Pa;(2)40N;1000Pa
【详解】(1)由题意可知,水桶对地面的压力,大小等于水桶和水的重力之和,即
水桶的底面积为0.04m2,根据可知,水桶对地面的压强
水桶对地面的压力是52N,水桶对地面的压强是1300Pa。
(2)由题意可知,桶内水深为,g取10N/kg,,根据液体压强公式可知,水对桶底的压强
水桶的底面积为0.04m2,则根据可知,水对桶底的压力
水对桶底的压力是40N。
答:(1)水桶对地面的压力是52N,压强是1300Pa;
(2)水对桶底的压力是40N,压强是1000Pa。
6.如图所示,2012年6月24日,我国自主研制的蛟龙号载人潜水器落入7000m级的深海中,敲开了这一神秘“龙宫”的大门,(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)蛟龙号下潜到100m处所受海水的压强为多少Pa?
(2)下潜到100米处时,海水对蛟龙号外表面0.01m2面积上海水产生的压力是多少。
【答案】(1)1.03×106Pa;(2)1.03×104N
【详解】解:(1)当蛟龙号下潜到100m处所受海水的压强
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×100m=1.03×106Pa
(2)海水对蛟龙号外表面0.01m2面积上海水产生的压力
F=pS=1.03×106Pa×0.01m2=1.03×104N
答:(1)蛟龙号下潜到100m处所受海水的压强为1.03×106Pa;
(2) 海水对蛟龙号外表面0.01m2面积上海水产生的压力是1.03×104N。
考点四 连通器
7.如图所示,不是利用连通器原理工作的是( )
A.锅炉水位 B.U形“反水弯”
C.金属盒压强计 D.三峡船闸
【答案】C
【详解】AB.锅炉水位计、排水管的U形“反水弯”都是上端开口,下部连通,即都是利用连通器的原理制成的,故AB不符合题意;
C.压强计的U形管一端是密封的,因此不是连通器,故C符合题意。
D.船闸在工作室,闸室分别与上、下游下端连通,上端又是开口的,因此利用了连通器的原理。故D不符合题意。
故选C。
8.如图所示,下列表示该液压千斤顶工作原理的表达式中,错误的是( )
A. B.p1=p2
C.F1×S2=F2×S1 D.F1×S1=F2×S2
【答案】D
【详解】小活塞的横截面积为S1,加在小活塞上的向下的压力是F1,那么小活塞对液体的压强为
①
根据帕斯卡定律,这个压强将被大小不变地传递给大活塞,所以大活塞上的压强p2也等于p1,即
p1=p2 ②
大活塞的截面积为S2,在大活塞上产生向上的压力F2,故有
③
由①②③得
即
④
④变形得
F1×S2=F2×S1
故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
1.如图所示一玻璃管下端封有弹性薄膜,并悬置于一玻璃杯中,某物理兴趣小组利用该装置分别在玻璃管内外加注水研究液体压强问题,在实验前小组同学预测了几种可能实验现象,其中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.玻璃管中装有水后,水会对下端的弹性薄膜产生向下的压强,使得弹性薄膜向下凸起,故A正确,不符合题意;
B.将玻璃管放入装有水的玻璃杯中后,玻璃杯中的水会对下端的弹性薄膜产生向上的压强,使得弹性薄膜向上凸起,故B正确,不符合题意;
C.玻璃管和玻璃杯中均有水后,玻璃杯中的水会对下端的弹性薄膜产生向上的压强,玻璃管中的水会对下端的弹性薄膜产生向下的压强,但玻璃管中的水的深度大于玻璃杯中的水的深度,故玻璃管中的水对弹性薄膜向下的压强大于玻璃杯中的水对弹性薄膜向上的压强,则弹性薄膜应向下凸起,故C错误,符合题意;
D.玻璃管和玻璃杯中均有水后,玻璃杯中的水会对下端的弹性薄膜产生向上的压强,玻璃管中的水会对下端的弹性薄膜产生向下的压强,但玻璃管中的水的深度小于玻璃杯中的水的深度,故玻璃管中的水对弹性薄膜向下的压强小于玻璃杯中的水对弹性薄膜向上的压强,则弹性薄膜应向上凸起,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.如图,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有不同液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,则两液体的密度和桌面受到的压强大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】由图知,A、B所处的深度hA>hB,而A、B两点压强相等,即pA=pB,由p=ρgh可知液体密度ρA<ρB; 设A、B距离杯底的高度为h, 烧杯底受到的压强
p底甲=pA+ρAgh
p底乙=pB+ρBgh
因为pA=pB,ρA<ρB, 所以
pA+ρAgh<pB+ρBgh
所以烧杯底受到的压强p底甲<p底乙, 因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S, 所以
G甲=p底甲S
G乙=p底乙S
可得:两烧杯内液体的重力G甲<G乙; 因为烧杯对桌面的压力
F=G杯+G液
所以甲烧杯对桌面的压力
F甲=G杯+G甲
乙烧杯对桌面的压力
F乙=G杯+G乙
因为烧杯重力相同,所以烧杯对桌面的压力F甲<F乙, 因为,受力面积相同, 所以烧杯甲、乙对桌面的压强p甲<p乙。
故选C。
3.如图所示,完全相同的甲、乙两个圆柱形容器内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等。则下列关于烧杯中液体密度ρ甲、ρ乙和烧杯甲、乙对桌面的压强p甲、p乙大小关系说法正确的是( )
①ρ甲>ρ乙;②ρ甲<ρ乙;③p甲>p乙;④p甲<p乙
A.只有①③ B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
【答案】A
【详解】①②由图可知,A、B所处的深度
hA<hB
而A、B两点压强相等,即
pA=pB
由p=ρgh可知液体密度
ρ甲>ρ乙
③④设A、B距离杯底的高度为h,烧杯底受到的压强
p底甲=pA+ρ甲gh
p底乙=pB+ρ乙gh
因为
pA=pB,ρ甲>ρ乙
所以
pA+ρ甲gh>pB+ρ乙gh
所以烧杯底受到的压强
p底甲>p底乙
烧杯是直壁容器,底面积相同,由F=pS可知烧杯底受到的压力
F底甲>F底乙
两烧杯内液体重
G甲>G乙
因为烧杯对桌面的压力
F=G杯+G液
所以烧杯对桌面的压力
F甲>F乙
烧杯的底面积相同,由可知烧杯甲、乙对桌面的压强
p甲>p乙
故选A。
4.如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等 B.左侧液体的质量大于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同 D.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
【答案】D
【详解】CD.液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左右两侧分别注入两种不同的液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左右两侧液体对橡皮膜的压强相等。而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据
可知,左侧液体的密度小于右侧液体的密度,给C错误,D正确;
AB.因右侧部分横截面积是左侧的2倍,且由图可知,右侧液体与左侧液体的深度相差不大,则左侧液体的体积小于右侧液体的体积,又因左侧液体的密度小于右侧液体的密度,根据
可得
容器中左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故AB错误。
故选D。
5.如图所示的密闭容器中装满水静止放在水平桌面上(如图甲),容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为 Pa(g取10N/kg);把容器倒放在该桌面上(如图乙),容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底的压强将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 600 变大 不变
【详解】[1]水对容器底的压强为
[2]若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么容器对水平桌面的压力等于总重力,不变,根据可知,受力面积减小,容器对水平桌面的压强将变大。
[3]若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水的深度增加,根据,水对容器底的压强将变大。
6.如图所示是某同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为 (选填“>”、“<”或“=”)。其中 液体可能是水。(g取10N/kg)
【答案】 > 乙
【详解】[1]由图可知,当液体压强相同时,两种液体的深度,由可知,两种液体的密度。
[2]由图可知,乙液体的密度
故可知乙液体可能为水。
7.如下图甲所示,工人师傅将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ,这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏,若存水杯中的水由于蒸发而变干,地漏将 (选填“仍能”或“不能”)阻止下水道异味上逸。
【答案】 在同一高度上 连通器 不能
【详解】[1][2]由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,下端相连通,因此利用了连通器的原理,当连通器中的同种液体自由静止时,液面是相平的,因此是为了保证两点在同一高度处。
[3] 家庭卫生间常用的防止反味的地漏,也是利用了连通器的原理,使里面长期存有一定量的水,若存水杯中的水由于蒸发而变干,则地漏将不能将阻止下水道“异味”上逸。
8.一个未装满水的密闭容器,容器的重力是G1,水的重力G2。正立在水平桌面上时如图甲所示,水对容器底的压力F G2,此时容器对桌面的压强为p1。将其倒立,如图乙所示,容器对桌面的压强为p2,则p1 p2(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 大于 小于
【详解】[1]将一个未装满水的密闭容器,正立在水平桌面上时,水对容器底的压强为,则水对容器底的压力,因为容器上窄下宽,则F大于水的重力G2。
[2]无论容器是倒立还是正立,容器对桌面的压力都等于容器的重力G1加上水的重力G2,因为S1大于S2,所以p1小于p2。
9.聪明的小慧利用压强计测量液体的密度。如图丙所示,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,当橡皮膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为 。(不考虑橡皮膜发生形变对实验的影响)
【答案】1.2
【详解】橡皮膜在液体中的深度为4cm,U形管右侧液面上升了2.4cm,U形管两侧高度差为4.8cm,则液体产生的压强等于U形管内高出的液柱产生的压强,U形管内盛水,则有,即,解得。
10.如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙。现将两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,此时液体对容器底部的压强p甲' p乙'。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于
【详解】[1] 甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,,液体对容器低的压力等于物体的重力
甲、乙两个底面积,根据 可知, 。
[2],如图,容器中液面的高度相同,根据 可知,两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,甲容器液面上升的高度大于乙容器页面上升的高度,根据可知,。
11.如图所示往容器中倒入足量的水,使水面高过最上面的孔,观察三张橡皮膜,其中凸出程度最大的是 孔,说明了液体对容器侧壁有压强,而且在同种液体中,深度越深,液体压强 。
【答案】 C 越大
【详解】[1][2]在容器侧面的高、中、低部,有三个孔,用三张橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住,然后往器皿中加入水,水面高过最上面的孔,橡皮膜凸起,且越往下,凸起程度越大,即C孔凸起程度最大,说明液体对容器壁有压强,液体的压强与液体的深度有关,深度越深,液体压强越大。
12.如图,餐盘放在水平桌面上,把装满水的烧杯放在餐盘正中央,烧杯底部和餐桌紧密贴合。再把空饮料罐的一部分缓缓按入水中,在这个过程中餐盘对桌面的压力 ;烧杯内的水对烧杯底部的压力 (以上均选填“增大”“不变”“减小”)。
【答案】 增大 不变
【详解】[1]由于烧杯装满水,把空的饮料罐缓缓按入水中后溢出的水存在餐盘中,则餐盘对桌面的压力
F桌=G杯+G水+F向下
由于饮料罐受到的浮力与饮料罐对水向下的压力是一对相互作用力,则
F向下=F浮
把空的饮料罐缓缓按入水中的过程中排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知饮料罐受到的浮力变大,由此可知:餐盘对桌面的压力增大。
[2]由于烧杯装满水,把空的饮料罐缓缓按入水中的过程中,水的深度不变,根据p=ρgh可知水对烧杯底部的压强不变,根据F=pS可知压力不变。
13.如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10﹣3m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为 Pa。若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA pB,A、B容器对桌面的压强分别为pA′、pB′,则pA′ pB′(大于/小于/等于)。
【答案】 2×103 大于 大于
【详解】[1]圆柱形容器重力不计,B装有水10N,则对水平桌面的压力大小为
F=G=10N
那么B容器对桌面的压强
[2]两容器的横截面积相同,所装水量相同,由于A的容器底向上凸出,所以A容器内的液面高度要大于B容器内的液面高度,即
hA>hB
取两容器同一高度h处的两点,则这两点分别距A、B的液面高度为
HA=hA﹣h,HB=hB﹣h
显然,HA>HB,若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则
pA=ρgHA,pB=ρgHB
因为HA>HB,所以
pA大于pB
[3]A、B的重力忽略不计,而所装水量相同,因此它们对于桌面的压力都等于水的重力,即
FA=FB=G=10N
因为A的底面向上凸起,B的底面为平面,与桌面的接触面积关系为
SA<SB
由得
pA′大于pB ′
14.如图所示的广口玻璃杯重为,底面积为,内装的水后,测得玻璃杯中水深,则水对容器底的压力是 ;若将装了水的该容器放在面积为的水平桌面中央,容器对桌面的压强 (已知取)。
【答案】 3 2000
【详解】[1]水对容器底的压强为
所以水对容器底的压力为
[2]容器中水的重力为
容器对桌面的压力为
则容器对桌面的压强
15.如图(a)所示是同学们“探究液体内部压强大小影响因素”实验的装置。
(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计是 (选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)如图(b)、(c)所示为将压强计的探头放入水中不同深度的情况,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而 ;
(3)比较图(c)、图(d),可初步判断:液体内部压强与液体的 有关;
(4)探究结束后,同学们设计了如图(e)所示实验:将两个相同的下端带橡皮膜的薄壁玻璃管(质量不计)分别竖直插入两种未知液体A和B中,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测玻璃管直径,计算出玻璃管的横截面积S;
②将其中一只玻璃管插入液体A中深度处,向管内添加细沙直至橡皮膜变平,用天平测得管内细沙质量为m;(g已知)
③将另一只玻璃管插入液体B中深度处,向管内添加水直至橡皮膜变平,用量筒测得管中水的体积为V;(水的密度已知用表示)
④液体A中深度处的压强表达式 (用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
⑤液体B的密度的表达式 (用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则会导致所测量的液体B的密度值 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)不漏气
(2)增大
(3)密度
(4) 偏大
【详解】(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计的气密性良好,压强计是不漏气的。
(2)如图(b)、(c)所示,将压强计的探头放入水中不同深度的情况,(c)中深度大,U形管液面的高度差大,说明产生的压强也大,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而变大。
(3)比较图(c)、(d)可知,深度相同,而液体的密度不同,此时U形管液面的高度差不同,说明产生压强不同,可初步判断:液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[1]已知管内细沙质量为m,则管内细沙的重力为
根据步骤②可知,沙子产生的压强与液体产生的压强相同,所以液体A中深度处的压强表达式
[2]已知用量筒测得管中水的体积为V,则水的深度为
由题意可知,液体产生的压强和水产生的压强相同,即
联立得液体B的密度的表达式
[3]若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则加入水的体积偏大,根据上述表达式,则会导致所测量的液体B的密度值偏大。
16.如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作________;
A.从U形管内向外倒出适量水 B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)调整器材后小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)将压强计金属盒的橡皮膜朝下逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜 (选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强;
(4)小明完成了图乙、丙所示实验,分析可知液体的压强与 有关;
(5)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了了图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显,为使实验现象更加明显下列操作可行的是________;
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更小的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
D.将U形管换成更细的
(6)保持图丁中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(7)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,在管中装入不等量.的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小红猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小红的猜想错误。
【答案】(1)B
(2)不漏气
(3)下方
(4)液体的深度
(5)C
(6)变大
(7) 倾斜 1、2号管水柱高度相同
【详解】(1)如图甲所示的情景,组装器材时,U形管两侧液面不相平,说明两端液面上方气压不相等,为了使U形管两侧液面相平,应拆除软管重新安装;从U形管内向外倒出适量水、向U形管内添加适量水以及按压金属盒的橡皮膜都不能达到实验的目的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)用手指轻按金属盒上的橡皮膜,橡皮膜受压后会使得软管内气压变大,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计不漏气;如果发现U形管两侧液面没有灵活变化,说明该压强计漏气。
(3)如图乙所示,橡皮膜与下方的水接触,是橡皮膜下方的水对橡皮膜一个向上的压强。
(4)图乙、丙所示实验中,液体密度相同(都为水),金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,说明水产生的压强变大,可知在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关。
(5)A.根据p=ρgh知道,影响液体压强的因素与密度、深度有关,探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法原则要控制液体深度相同,因此不能单独改变丁图中金属盒的位置,故A不符合题意;
BC.由p=ρgh知道,液体的密度越大,深度越大,压强越大,所以在“丁烧杯中换密度更小的液体”U形管左右两侧液面的高度差将变小,而“将U形管中的水换成密度更小的酒精”时,则在橡皮膜受到的压强不变时,U形管左右两侧液面的高度差将变大,故B不符合题意,C符合题意;
D.将U形管换成更细的,不能使两侧液面高度差对比更加明显,故D不符合题意。
故选C。
(6)保持图丁中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),金属盒所处的深度变大,液体的密度变小,根据可知容器底部所受液体压强变大,根据可知探头以下部分液体压强变小,则探头以上部分液体压强变大,U形管两侧的液面的高度差将变大。
(7)[1][2]探究液体的压强可能与管内液体的质量有关,根据控制变量法可知,应控制液体的密度相同,深度相同,而质量不同,所以,小明应将2号管倾斜放置,直至1、2号管水柱高度相同,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度,鼓起程度是相同的,可知小红的猜想错误。
17.如图所示是某型号电热水壶,水壶底面积为200cm2(忽略内外底面积的差异),空热水壶质量是0.5kg,当热水壶装1.5kg水时,水深20cm。将它放置于面积为1.2m2的水平桌面上。求:
(1)热水壶对桌面的压强;
(2)水对热水壶底部的压强;
(3)水对热水壶底部的压力。
【答案】(1)1000Pa;(2)2000Pa;(3)40N
【详解】解:(1)热水壶在水平桌面静止,热水壶对桌面的压力
F′=G总=m总g=(1.5kg+0.5kg)×10N/kg=20N
热水壶对桌面的压强
(2)水对容器底部的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(3)由可得,水对容器底部的压力
F=pS=2000Pa×200×10﹣4m2=40N
答:(1)热水壶对桌面的压强为1000Pa;
(2)水对热水器底部的压强2000Pa;
(3)水对容器底部的压力为40N。
18.如图所示,容器重10 N,放在水平桌面上,容器上部是边长为10cm的正方体,下部是边长为40cm的正方体,若向容器内注入64.5kg某种液体,液面刚好在上面正方体的中间。(g取10N/kg)求:
(1)该液体的密度;
(2)容器底部受到液体的压力;
(3)桌面受到的压强。
【答案】(1)1×103 kg/m3;(2)720 N;(3)
【详解】解:(1)下部是边长为40 cm的正方体,所以下部体积
向容器内注入64.5 kg某种液体,液面刚好在上面正方体的中间,上部液体的体积
液体的体积
液体密度
(2)由题意可知,容器中注入液体后的深度
容器底部的压强
由可得,容器底部受到液体的压力
(3)容器中液体重力
容器对桌面的压力:
所以桌面受到的压强
答:(1)该液体的密度为1×103 kg/m3;
(2)容器底部受到液体的压力为720 N;
(3)桌面受到的压强为。
19.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力、压强?
(2)茶杯对水平桌面的压力、压强?
(3)画出桌面受到压力示意图。
【答案】(1)1N ,1000Pa;(2)2N,2000Pa;(3)
【详解】解:(1)茶水对杯底的压强为
茶水对杯底的压力为
(2)茶杯和茶水的总重力为
茶杯对水平桌面的压力为
茶杯对水平桌面的压强为
(3)桌面受到压力方向是竖直向下,作用点在茶杯与桌面接触面的中心,压力大小为2N,示意图如下图所示:
答:(1)茶水对杯底的压强为1000Pa;茶水对杯底的压力为1N;
(2)茶杯对水平桌面的压力为2N,压强为2000Pa。
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