内容正文:
物 理
八年级下册 沪科版
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第八章 压强
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重难专
题2
固体压强和液体压强综合
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难关
类型1 固体压强和液体压强的定性分析
1.【2024陕西西安模拟,中】如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁
容器,两个容器底面积相同,分别装有质量相同的、 两种液体,两个容器中的液
面高度不同。下列说法正确的是( )
D
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是
B.两种液体密度的大小关系是
C.两个容器对桌面压强的大小关系是
D.两种液体对容器底压强的大小关系是
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【解析】桌面对容器的支持力 ,由于容器、液体的质量都相
等,所以,桌面对两个容器支持力的大小关系是 ,故A错误;由图可知,
、两种液体的体积,而、两种液体的质量是相等的,根据 可知,
,故B错误;两个容器的总重力相同,两个容器对水平桌面的压力相等,受
力面积相同,根据可知,两个容器对桌面压强的大小关系是 ,故C错
误;根据图示可知,液体对甲容器底部的压力等于液体的重力,乙容器中 液体
对乙容器底部的压力大于液体的重力,受力面积相同,根据可知, ,
故D正确。故选D。
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关键点拨
液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力,一般情况下,柱状容器内的液体对
容器底部的压力等于液体的重力;“上小下大”的容器内的液体对容器底部的压力
大于液体的重力;“上大下小”的容器内的液体对容器底部的压力小于液体的重力。
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2.【2024山东济宁模拟,偏难】在两个完全相同的容器中分
别倒入甲、乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的
是( )
D
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量大于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强大于乙对容器底部的压强
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【解析】由图知甲液体的体积小于乙液体的体积,若甲和乙的质
量相等,由 可知,甲的密度大于乙的密度,故A错误。由图
可知甲液体的深度小于乙液体的深度,若甲和乙对容器底部的压
强相等,根据 可知,甲的密度大于乙的密度,故B错误。若甲和乙对容器底
部的压强相等,采用割补法(如解析图所示),分别把容器两侧缺口部分补上与容
器内液体相同的液体,此时两容器均为柱形容器,补全后液体深度不变,液体密度
不变,所以液体对容器底部的压强不变,又因为容器底面积不变,所以补全前后液
体对容器底部的压力不变,且补全后容器为柱形容器,则液体对容器底部的压力等
于补全后液体的总重力;由于,两容器的底面积相等,根据 可知,
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补全后甲、乙两液体对容器底部的压力;设缺口部分的液体体积为 ,则
有:、均为原来液体的质量,且
(由B项分析得出),整理可得:,所以 ,故
C错误。由割补法可知,补全后甲液体对容器底部的压力: ,补
全后乙液体对容器底部的压力:,且,
(由A项分析得出),所以 ,又因为两容器的底面积相等,所以根据公式
可知两液体对容器底部的压强关系为 ,故D正确。
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关键点拨
割补法的核心思想是液体对容器底部的压力不一定等于液体重力,应该等于与底面
相同的直柱状容器中液体的重力。
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3.【2024上海模拟,中】质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器,倒入质量
相同的三种不同液体,液面高度相同,如图所示。甲、乙、丙三种液体的密度 、
、的大小关系是______________;三个容器底部所受液体的压强、、
的大小关系是______________;三个容器底部所受液体的压力、、 的大小
关系是______________;三个容器对水平桌面的压强、、 的大小关系是
_________________。
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【解析】因为液体深度、容器底面积相同,所以液体体积: ,因为
三种液体的质量相等,根据得;又因为, 相同,所以
容器底部受到的液体压强:;三个容器的底面积相同,由 知三
个容器底部所受液体的压力: ;三个容器中液体质量相等,则重力相
等,容器的质量相同,则重力相同,容器对水平桌面的压力为 ,所
以三个容器对桌面的压力相同,即 ,三个容器底面积相同,由
可知,三个容器对桌面的压强: 。
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类型2 固体压强和液体压强的定量计算
4.【2025新疆乌鲁木齐一模,中】如图所示,一辆空的四轮洒水车质量为
(含司机),水箱底面积为,满载后水深,水的质量为 ,每个轮胎与水
平地面的接触面积为。,取 求:
(1)空载时洒水车受到的重力。
【解】空载时洒水车受到的重力 ;
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(2)洒水车满载时对水平地面的压强。
【解】洒水车满载时水的重力 ;洒
水车满载时对水平地面的压力
,洒水车满载时对水平地
面的压强 ;
(3)满载时水箱底部受到水的压力。
【解】满载时水箱底部受到水的压强
,由 可知,满
载时水箱底部受到水的压力 。
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刷有所得
分析解答液体、固体压强及相关问题的一般思路
(1)求容器底部受到的液体压力时,应先根据液体压强的计算公式 算出容
器底部受到的压强,再根据 求出容器底部受到的压力。(2)求容器对桌面的
压强时应先求压力,容器对桌面的压力一般等于液体的重力与容器的重力之和。
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5.[中]如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为 ,未
装水时的质量为。容器盛水后水面的高度为 ,容器对桌
面的压强为,已知,取 ,
忽略容器壁的厚度。求:
(1)水对容器底部的压力;
【解】容器盛水后,水对容器底部的压强
;由 可得水
对容器底部的压力 。
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(2)容器中水的重力;
【解】容器盛水后对桌面的压强 ,此时容器对桌面的压力
;容器的重力
,因为容器对桌面的压力等于容器和水的重力
之和,即,所以水的重力 。
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(3)水对容器竖直向上的压力。
【解】由于物体间力的作用是相互的,容器对水的支持力等于水对容器底部的压力,
即 ,因为水受到容器对水竖直向上的支持力、竖直向下的重力、容
器对水竖直向下的压力处于静止状态,所以,容器对水竖直向下的压力
,由于物体间力的作用是相互的,所以水对
容器竖直向上的压力等于容器对水竖直向下的压力,大小为 。
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6.【2025河北邢台期中,中】如图甲所示,用水龙头往重为 的置于水平地面的
容器中注水直到容器装满(容器上下两部分均是规则柱形),已知水龙头每秒注水
,水对容器底部的压强与时间的关系如图乙所示,忽略容器壁的厚度,
求:,取
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(1)第42秒时,水的深度;
【解】由图乙可知,第42秒时水的压强,根据 可得第42秒时
水的深度 。
(2)容器的底面积;
【解】由图乙可知,第36秒时,容器下部较粗的部分装满水,第36秒时水的体积
;第36秒时水的深度
,容器底面积
。
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(3)第40秒时,容器对水平地面的压强。
【解】第40秒时水的体积 ,第40
秒时水的质量 ,第40秒时水的重
力 ,第40秒时容器对水平地面的压力
,则容器对水平地面的压强
。
难点突破
本题的难点是容器上下两部分粗细不同,导致图像出现了拐点,因而需要根据压强
计算深度,结合体积得出容器的底面积的大小。对于图像问题,最关键是对图像的
起点、终点、拐点的分析。
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7.[偏难]如图所示,均匀圆柱体和轻质薄壁柱形容器置于水平地面上。容器
高,底面积为,其内部盛有的水。取
(1)求水的体积 。
【解】容器中所盛水的体积 。
(2)求水对容器底部的压强 。
【解】水对容器底部的压强 。
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(3)若圆柱体的底面积为,高为 ,现沿水平方向将其截取一定
的高度,并将截取部分放入容器的水中。(已知 的密度大于水)
①若要使水对容器底部压强最大,求圆柱体截取的高度 的最小值。
【解】容器中现有水的深度,圆柱体 截取部分放入
容器的水中后,容器中水面会升高,当容器 中水面和容器口刚好相平时,容器
中水的深度达到最大值,根据液体压强公式 可知,此时水对容器底部的
压强达到最大值,圆柱体截取的高度最小,圆柱体 截取部分排开水的体积和截
取部分体积相等,即,由此列式可得 ,则
,即圆柱体截取的高度 的最
小值为0. 。
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②若为①问最小值时,圆柱体剩余部分对地面的压强 恰为水对容器底部压强
的两倍,求的密度 。
【解】水平截去的高度之后,圆柱体 剩余部分对地面的压强
,为均匀圆柱体,则 ,联立可得
。
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8.【2025广东广州模拟,难】如图所示,薄壁轻质圆柱形容
器甲和圆柱体乙置于水平地面上,甲中盛有水。甲高为 ,
乙与甲内水等高,均为。取
(1)若甲内水深,求水对容器底部的压强 。
【解】水对容器底部的压强
。
(2)若乙所受重力为,底面积为 ,求圆柱体乙对水平地面的压强
。
【解】圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力 ,圆柱体乙
对地面的压强 。
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(3)现将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原来的4倍,
求乙密度的最小值 。
【解】轻质圆柱形容器甲的重力不计,则甲对地面的压力 ,甲对地面原来
的压强,将乙浸没在甲容器内的水中后,甲对地面的压强 ,
此时甲对地面的压力,受力面积不变,则 ,
,, ,由题意和图示可知,原来水
深为,容器高度为。由可知,不变时,越大, 越小,乙浸没之后水
面上升的高度最多为,根据可知乙排开水的体积最多为原来水的体积的 ,
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即乙排开水的最大体积 ,乙密度的最小值
。
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