9.2 液体的压强 讲义-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-05-10
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2份
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36页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 液体的压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 20.31 MB |
| 发布时间 | 2026-05-10 |
| 更新时间 | 2026-05-10 |
| 作者 | 景源数理知识驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57791132.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦初中物理“液体的压强”核心知识点,系统梳理其产生原因(液体受重力和流动性)、特点(向各个方向有压强,深度和密度影响压强大小),通过实验探究(控制变量法)、压强计原理、计算公式p=ρgh及连通器应用,搭配思维导图构建完整知识链。
资料以科学探究为核心,结合“神舟二十一号”失重实验、连通器实例等典例培养科学思维与物理观念,题型分层设计(典例引领+对点提升),课中辅助实验教学,课后助力学生巩固计算与应用,有效查漏补缺。
内容正文:
液体的压强 知识归纳与题型总结
思 维 导 图
培 优 讲 练
考点01 液体压强的产生原因及特点
考点梳理
1、液体压强产生的原因:由于液体受重力和流动性的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言。
2、液体压强具有以下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
典例引领
考向01 液体压强的产生原因
【例1】“神舟二十一号”飞船在太空中飞行时,处于“失重”状态。宇航员想在飞船中进行下列实验,其中不能完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用刻度尺测长度
C.用微小压强计测压强 D.用秒表测时间
【答案】C
【详解】当处于“失重”状态,依靠重力工作的实验不能正常完成,则液体压强的产生与重力有关,不能完成实验。
故选 C。
考向02 液体压强的特点及其应用
【例2】按要求完成下列实验题;
(1)小力用图甲所示器材进行探究,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,分别倒入深度相同、密度不同的酒精和水,橡皮膜向某一侧凸起时,说明橡皮膜两侧液体压强不同。小力探究的是液体压强与_________的关系;
(2)如图乙所示,用微小压强计探究水产生的压强与深度的关系时,用U形管两侧液面高度差表示压强,测得实验数据如下表:
深度h/cm
3.0
6.0
9.0
U形管两侧液面高度差Δh/cm
2.6
5.4
8.2
分析论证:U形管两侧液面高度差Δh越大,说明_________,可得出实验结论:_________。
【答案】(1)液体密度
(2) 橡皮膜处的液体压强越大 同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
【详解】(1)本实验用到控制变量法:实验控制了液体深度相同,只改变了液体的密度,根据橡皮膜两侧压强不同的现象探究规律,因此探究的是液体压强与液体密度的关系。
(2)用U形管两侧液面高度差反映被测位置的液体压强,高度差越大,说明该处液体压强越大;
分析表格数据可知:液体是同种(水),深度越大,U形管液面高度差越大,因此可得结论:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
对点提升
【对点1】关于压力压强,下列说法正确的是( )
A.静止在水平地面上的物体,对水平地面的压力与重力大小一定相等
B.液体压强公式,h指该点在液体中所处的高度
C.液体对容器侧壁有压强,是因为液体具有流动性
D.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
【答案】C
【详解】A.静止在水平地面上的物体,只有当物体只受重力和支持力且处于平衡状态时,对水平地面的压力与重力大小才相等,若物体还受到其他竖直方向的力,比如用手向下压物体,此时物体对地面的压力就大于重力,故A错误;
B.液体压强公式,h指的是该点到液面的竖直深度,而不是该点在液体中所处的高度,故B错误;
C.液体具有流动性,液体内部向各个方向都有压强,所以液体对容器侧壁有压强,故C正确;
D.压力的作用效果用压强来表示,压强的计算公式为,当物体的受力面积S一定时,压力F越大,根据公式可知压强p越大,而压强越大表示压力的作用效果越明显,但前提是受力面积一定,选项中没有强调是“受力面积”,故D错误。
故选C。
【对点2】小然和小晗利用天平和量筒测量花生油的密度。
(1)图甲是小然调节天平平衡时的情景,请你指出错误之处是__________。纠正错误后,若天平指针向左偏,则应把平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调,调平后应把物体放__________(填“左”或“右”)盘。
(2)按如下步骤进行实验:
①用天平测得烧杯的质量为;
②将适量花生油倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中花生油的体积为__________;将量筒中的花生油全部倒入烧杯,用天平测出烧杯和花生油的总质量。天平平衡时,右盘里砝码总质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯中花生油的质量为__________g,花生油的密度为__________kg/cm³;③用这种方法测得的花生油的密度比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小晗按图丁所示方法,也测出了花生油的密度。
①向水槽内注入适量的水,将玻璃管扎有橡皮薄膜的一端逐渐插入水中某一位置;
②再向玻璃管内注入适量的花生油,直到薄膜与玻璃管下端管口相平;
③用刻度尺分别测出水面到薄膜的深度和油面到薄膜的深度。
根据上述操作步骤可推导出该花生油密度__________(表达式用测量量的字母表示,水的密度用表示)
【答案】(1) 调节天平平衡前,游码未移至标尺左端的零刻度线处 右 左
(2) 40 36.4 偏小
(3)
【详解】(1)天平的正确使用步骤:调节平衡前,必须先将游码移到标尺左端零刻度线处,图中错误为游码未归零;指针左偏说明左侧更重,平衡螺母应向右调节;天平称量遵循“左物右码”,因此物体放在左盘。
(2)量筒读数为;烧杯和花生油总质量为砝码质量加游码示数:,减去烧杯质量,得花生油质量;
花生油的密度
将花生油从量筒倒入烧杯时,量筒壁会残留部分花生油,导致测得的花生油质量偏小,体积测量准确,因此密度测量值比真实值偏小。
(3)当薄膜与管口相平时,薄膜内外压强相等:水对薄膜的压强等于花生油对薄膜的压强,即
整理得花生油密度
考点02 探究液体压强的特点实验
考点梳理
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些;
(2)实验方法:控制变量法。
2、实验猜想:液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
3、实验步骤
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
4、实验结论及应用
(1)液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加。
(2)同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等。
(3)不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
典例引领
考向01 探究液体压强的实验装置和步骤
【例1】小刚同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小刚发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来正确的调节方法是____________(填正确选项前的字母)。实验中液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的______________来反映。
A.取下橡皮管,重新进行安装
B.将U形管右侧高出部分的液体倒出
(2)调试完成后,开始进行实验,图乙中保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强____________。
(3)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体,______________越大,压强越大。
(4)实验中小刚发现,探头在水和某液体中的相同深度处,U形管两边液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,其中能使U形管两边液面高度差对比更明显的是 。(填正确选项前的字母)
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换成密度更小的液体
【答案】(1) A 高度差
(2)大小相等
(3)深度
(4)B
【详解】(1)安装完实验器材后,若U形管两侧液面出现高度差,说明软管内封闭的气体压强与外界大气压不相等。为了使其恢复相平,需要取下橡皮管,使软管两端都与大气相通,待液面相平后再重新安装。故选A。
液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的高度差来反映的,高度差越大,压强越大。
(2)发现U形管中液面高度差不变。这说明在同一深度,液体向各个方向的压强大小是相等的。
(3)比较乙、丙两图,烧杯中都是水(同种液体),丙图中探头所处的深度大于乙图,U形管两侧液面的高度差也大于乙图。这说明在同种液体中,深度越大,液体压强越大。
(4)根据液体压强公式,为了使探头在水和某液体中的相同深度处,U形管两边液面的高度差对比更明显,应该减小U形管中液体的密度。故选B。
考向02 探究液体压强的实验数据记录和结果分析
【例2】小滨用如图装置探究液体压强的特点。
(1)当压强计的金属盒在空气中时,形管两边的液面应当相平,而小滨同学却观察两边液面不相平的情景。出现这种情景下一步调节的方法是: (选填“”或“”)。
A.将此时管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)压强计调节正常后,小滨将金属盒先后浸入到、两杯液体中,他发现图中形管两边的液柱高度差较大。得出结论:在液体内部的同一深度处,液体压强与__________有关。
(3)对比、两图可知:在同种液体中,深度越深,液体压强越__________。
(4)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择__________两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状__________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)B
(2)液体密度
(3)大
(4) CD 无关
【详解】(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面不相平,说明U形管两边的气体压强不相同,应取下软管重新安装,让U形管两边的气体压强相同,故选B。
(2)由B、C两图可知,探头所处的深度相同,B图中液体是水,C图中液体是盐水,即液体的密度不同,U形管中液面的高度差不同,说明在液体内部的同一深度处,液体压强与液体的密度有关。
(3)由A、B两图可知,液体密度相同,探头在B图中深度大,B图中U形管内液面高度差大,即探头在B图中受到液体的压强大,则可得出结论:在同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应保持探头在液体中的深度和密度均相同,故应选择C和D两图进行对比。由C和D两图可知,探头所处的深度和液体的密度相同,容器的形状不同,U形管中液面高度差相同,结论是:液体压强与盛液体的容器形状无关。
对点提升
【对点1】小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示。
(1)当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面如图乙所示的情景,则实验装置可能出现了________问题;
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着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,如图丙所示,由此可知液体内部的压强与________有关;
(3)小强保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示。比较丙、丁两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠?________。原因是:_____________。
【答案】(1)装置漏气
(2)液体的深度
(3) 不可靠 倒入浓盐水后,烧杯液面会上升,金属盒的深度其实变深了,没有控制金属盒在液体中的深度相同
【详解】(1)把金属盒浸入水中后,U形管液面没有出现明显高度差,说明装置漏气了。
(2)随着金属盒深度增大,U形管液面高度差变大,说明压强随深度增大而增大。
(3)[1][2]倒入浓盐水后,烧杯液面会上升,金属盒的深度其实变深了,没有控制金属盒在液体中的深度相同,所以结论不可靠。
【对点2】物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)图甲装置是研究液体压强的仪器,实验中通过观察___________反映液体压强的大小;
(2)比较图乙中___________两次实验现象,得出结论:同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(3)小王用图D所示的装置进行如下实验;在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是___________(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差
(2)A、B
(3)=
【详解】(1)液体压强计的工作原理是,橡皮膜受到的压强越大,U形管两侧液面的高度差就越大,实验中就是通过这个高度差来反映液体压强的大小,这是物理中常用的转换法。
(2)要探究 “同种液体中,深度越深,液体压强越大”,需要控制液体的密度相同(都用水),改变探头的深度。图A和B中,液体都是水,探头深度不同,U形管液面高度差不同,符合实验要求。
(3)当橡皮膜刚好变平时,说明橡皮膜左右两侧受到的液体压强相等,即。
考点03 压强计的结构及原理
考点梳理
1、压强计的构造:是一种采用U形管构造,内装水或水银,运用帕斯卡原理测量液体和气体的压强的一种物理仪器。
2、压强计的原理:压强计是用来测量较小的压强的
(1)在U形管内装有色液体,两侧液面都受大气压强的作用,两侧液面在同一高度。
(2)如果把金属盒放入液体中,橡皮膜受到液体压强的作用,而向里凹,封闭在管内的气体把这个压强传递给液体,两侧液面出现高度差。
(3)此时右侧液面受到的压强仍是大气压,左侧液面受到的压强等于大气压强与液体压强之和再减去橡皮膜单位面积弹力的平均值,如果橡皮膜的弹力很小,两侧液柱高度差所产生的压强就近似等于液体的压强。
典例引领
考向01 比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小
【例1】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。若正立和倒立时,瓶底和瓶盖对桌面的压力分别为和;水对瓶底和瓶盖的压力分别为和;瓶底和瓶盖对桌面的压强分别为和;水对瓶底和瓶盖的压强分别为和。则下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AC.水平桌面上,瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,正立、倒立总重力不变,因此;正立受力面积(瓶底面积)S1大于倒立受力面积(瓶盖面积)S2,由可知,因此,故AC错误;
BD.由图可知,倒立后水的深度变大,由可知,水对瓶底和瓶盖的压强大小关系是;正立时水柱是圆柱体,水对瓶底的压力等于水的重力,即;倒立后瓶是上宽下窄,部分水压在瓶侧壁上,水对瓶盖的压力小于水的重力,即,故,故B错误,D正确。
故选D。
考向02 计算液体对容器底的压强和压力
【例2】著名的“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于木桶壁上最长的那块木板,而取决于木桶壁上最短的那块,所以又被称为“短板效应”,如图所示,已知平底空木桶质量3kg,桶壁上最长木板的竖直高度为60cm,最短木板的竖直高度为20cm,木桶底面积为400cm2(不计木桶壁厚度)。现将木桶装满水后,木桶底部对地面压强为3000Pa。求:
(1)在距水面5cm处水产生的压强;
(2)水对木桶底部压强和压力;
(3)木桶中水的质量。
【答案】(1)500Pa
(2)2000Pa,80N
(3)9kg
【详解】(1)在距水面5cm处时
此时水产生的压强为
(2)根据题意可知,木桶装满水后,水的深度
水对木桶底部产生压强为
水对木桶底部产生压力为
(3)木桶装满水后,木桶底部对地面压强为3000 Pa,所以木桶底部对地面压力为
桶和水的总重力
木桶的重力为
则水的重力为
木桶中水的质量为
考向03 液体和固体压强的对比和计算
【例3】如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的不同形状的薄壁容器,质量均为0.1kg,底面积均为。现分别向两容器中注入质量均为2kg的水,静止后测得甲容器中水的深度为0.25m,乙容器中水的深度为0.12m。下列说法正确的是( )
A.甲容器底部受到水的压力为25N
B.乙容器底部受到水的压强为2000Pa
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.甲和乙对桌面的压力均为20N
【答案】A
【详解】A.水对甲容器底部的压强
容器底部受到水的压力,故A正确;
B.水对乙容器底部的压强,故B错误;
C.容器对水平桌面的压力等于总重力,甲、乙总质量(容器+水)相等,总重力相等,即对桌面压力相等,且底面积相同,由可知,甲、乙对桌面的压强相等,故C错误;
D.对水平桌面的压力等于总重力,故D错误。
故选A。
对点提升
【对点1】如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,其底面积相同,分别装有质量相同的两种液体,两个容器的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力
B.液体对容器底的压力
C.容器对桌面的压强
D.液体对容器底部的压强
【答案】B
【详解】AC.已知甲、乙容器质量相同,液体质量也相同,,又因为底面积,根据压强公式,可得,故AC错误。
BD.从图中可以看出,甲容器上窄下宽,乙容器是柱形容器,液面高度相同,且液体质量相同。甲容器中液体体积因为甲上窄,根据密度公式,可得 ,根据液体压强公式,因为,所以,再根据压力公式,因为,所以,故B正确,D错误。
故选B。
【对点2】如图所示是家里常见的烧水壶,壶重为4 N,壶内装12 N的水,壶内水深0.15 m,若壶内、壶外底壁平整,底面积均为100 cm2,放置在水平桌面中央,求:
(1)壶内底部受到水的压强。
(2)桌面受到烧水壶的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)壶内底部受到水的压强
(2)水平桌面受到的压力等于总重力,即
桌面受到烧水壶的压强
【对点3】质量为0.5kg的空鱼缸,放在水平窗台上,其底面与窗台的接触面积为,如图,向鱼缸内注入1.5L的水,水的深度为10cm(,g取10N/kg)。求:
(1)空鱼缸对窗台的压强;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压力;
(3)注水后鱼缸对窗台的压强。
【答案】(1)
500Pa
(2)
10N
(3)
2000Pa
【详解】(1)水平窗台上,空鱼缸对窗台的压力等于自身重力,
空鱼缸对窗台的压强
(2)注水后,水深
鱼缸底部受到水的压强
由可得,鱼缸底部受到水的压力
(3)水的体积
水的质量
水的重力
水平窗台上,鱼缸对窗台的总压力等于鱼缸和水的总重力,即
注水后鱼缸对窗台的压强
考点04 液体压强的计算和大小比较
考点梳理
1、液体压强的计算公式:计算液体压强的公式是p=ρgh。
(1)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(2)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
(3)液体压强公式推导:其中ρ为液体密度,g为重力常数,S为横截面积,h为水柱高度,V为水柱体积。
2、液体压强中隐含“密度不同”的有关计算:由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小取决于液体的密度和深度,深度的不同比较直观,一眼可以看到,而密度不同需引起注意,有时直接给出物质不同,密度不同,有时则隐含着密度不同,需要自己发现。
3、液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:
液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
(1)液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
(2)容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据计算压强大小。
4、液体压强的大小比较:液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
典例引领
考向01 熟悉液体压强公式的推导
【例1】小华和小鹭玩“甩瓶子直立”游戏时,一个未装满橙汁的密闭瓶子,正立在桌面上如图 甲所示,小华甩完瓶子后,倒立在桌面上如图 乙所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中瓶子对桌面的压力比乙图中瓶子对桌面的压力大
B.甲图中瓶子对桌面的压强比乙图中瓶子对桌面的压强大
C.甲图中橙汁对瓶底的压力比乙图中橙汁对瓶盖的压力大
D.甲图中橙汁对瓶底的压强比乙图中橙汁对瓶盖的压强大
【答案】C
【详解】AB.瓶子对水平桌面的压力等于瓶子和橙汁的总重力,不论正立还是倒立,总重力不变,因此两次对桌面的压力相等;正立变为倒立时,与桌面的接触面积减小,根据可知,对桌面的压强变大,故AB错误;
C.瓶子正立放置时,容器近似圆柱体,橙汁对平底的压力大小等于橙汁的重力,而倒立放置两侧替瓶盖分担一部分重力,导致橙汁对瓶盖的压力小于橙汁的重力,即甲图中橙汁对瓶底的压力比乙图中橙汁对瓶盖的压力大,故C正确;
D.瓶子倒立时,橙汁液面升高,瓶盖所处的深度大于平底所处的深度,由可知,甲图中橙汁对瓶底的压强比乙图中橙汁对瓶盖的压强小,故D错误。
故选C。
考向02 液体压强公式的简单应用
【例2】我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水下深度时,潜水器上的表面上受到海水的压力为______(,取)。
【答案】
【详解】潜水器表面受到的海水压强
潜水器表面受到海水的压力为
对点提升
【对点1】分析液体中A点受到的液体压强大小时,如图所示,可以在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,然后在受力面S上方假想出一段液柱,用压强定义式_______ 推导出液体压强公式。请你写出推理过程______。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为_______法。(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)
【答案】 理想模型
【详解】[1]液体也受到重力,所以可以根据压强公式推导得出液体压强公式。
[2]液柱对受力面S的压强
[3]这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为建立理想模型法。
【对点2】如图所示,放在同一水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图可知,、都在纯水中,液体密度相同,深度,由可得;、在同一水平面上,深度,已知,由可知,即
故选D。
考点05 连通器的原理
考点梳理
1、连通器:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
2、连通器的原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
3、连通器的应用:水渠的过路涵洞、茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
4、船闸工作原理:船闸的工作原理主要是利用连通器的原理,通过调整闸室中的水位来实现船舶在不同水位间的升降,从而通过集中的航道水位落差。船闸主要由闸室、上游引航道、下游引航道、上游闸首和下游闸首组成。
典例引领
考向01 连通器的原理
【例1】我劳动,我快乐!小明在打扫卫生时使用的洒水壶如图所示。小明用洒水壶提水时,用A把手,用洒水壶洒水时,用B把手,这是运用了力的作用效果与力的________有关;壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面的高度是________的。
【答案】 作用点 相同
【详解】用洒水壶提水时,用A把手,用洒水壶洒水时,用B把手,用不同的把手效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
水壶满足上端开口,底端连通,利用了连通器原理,壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面总是相平的,即水面的高度是相同的。
考向02 熟悉船闸的工作过程
【例2】常见的船闸结构如图所示。下列关于船闸的说法正确的是( )
A.船从上游到下游,所受浮力变小
B.船从上游到下游应先打开下游阀门A
C.图中下游阀门A所受左侧水产生的压强比右侧的压强大
D.闸室水面与上游水面相平时才能打开上游闸门
【答案】D
【详解】A.船始终漂浮在水面上,根据漂浮条件,浮力等于船自身的总重力,船的重力不变,因此船受到的浮力大小不变,故A错误;
B.船从上游到下游通行时,需要先打开上游阀门,让上游水流进闸室,待闸室水位和上游相平后,再打开上游闸门让船驶入闸室,因此不是先打开下游阀门,故B错误;
C.根据液体压强公式,下游阀门A左侧是下游,右侧是闸室,由图可知闸室水位比下游水位高,阀门A右侧水的深度更大,因此右侧水的压强比左侧更大,故C错误;
D.船闸利用连通器原理工作,当闸室水面与上游水面相平时,闸门两侧水的压强相等,此时才能打开上游闸门让船通行,故D正确。
故选D。
考向03 生活中常见的连通器
【例3】如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A.下水管弯管 B.拦河大坝
C.自动饮水器
D.船闸
【答案】B
【详解】连通器的定义是上端开口、底部连通的容器。
A.下水管弯管符合上端开口、底部连通,属于连通器原理的应用,故A不符合题意;
B.拦河大坝修建成上窄下宽,原理是液体压强随深度增加而增大,拦河大坝不符合连通器的结构特点,故B符合题意;
C.牲畜自动饮水器的两个容器底部连通、上端开口,应用了连通器原理工作,故C不符合题意;
D.船闸工作时,闸室分别和上游、下游构成连通器,是利用连通器原理工作,故D不符合题意。
故选B。
对点提升
【对点1】小亮学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强与该点到容器底的距离有关,为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
(1)实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用______(薄/厚)一些的较好;
(2)U形管______(是/不是)连通器;
(3)小亮向小明介绍自己的实验推理过程:乙、丙两烧杯中液面等高,A、B点到烧杯底部的距离不同,通过观察压强计判断出pA不等于pB,由此可以得出结论:液体内部某点的压强与该点到容器底的距离有关;但小明反驳说:你的结论是错误的,原因是______。
【答案】(1)薄
(2)不是
(3)没有控制探头在液体中的深度相同
【详解】(1)薄橡皮膜对压强更敏感,微小压强就能发生形变,更容易体现压强大小的变化,因此选薄一些的更好。
(2)连通器的定义是上端开口、底部连通的容器,压强计的U形管一端上端是封闭的,不符合连通器的定义,因此不是连通器。
(3)根据控制变量法,探究“液体内部压强与该点到容器底距离的关系”时,需要控制液体密度、该点到液面的深度不变,只改变到容器底的距离。本实验中,乙、丙液面总高度相同,A、B到容器底距离不同的同时,到液面的深度也不同,没有控制深度这一变量,因此结论错误。
【对点2】我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。如图甲所示,拦河坝设计成上窄下宽的形状,是由于________。为解决船只通航问题,特意修建了船闸,如图乙所示。此时闸室和________(选填“上游”或“下游”)构成连通器。
【答案】 液体内部的压强随深度的增加而增大 上游
【详解】液体内部的压强随深度的增加而增大,拦河坝下部深度更大,受到的水的压强更大,因此设计成上窄下宽的形状,来承受更大的水压;由图乙可知,此时上游阀门打开,下游阀门关闭,闸室和上游满足"上端开口、底部连通"的特点,因此二者构成连通器。
【对点3】茶起源于中国,盛行于世界,饮茶是我国的传统文化。如图所示,水平桌面上有一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成了一个___________;若茶壶中水的深度为10cm,则茶壶底部受到水的压强为___________Pa。(水的密度为 1×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 连通器
【详解】茶壶底部相通,壶嘴和壶口两个开口,构成连通器。
水深
由可知,水对壶底的压强
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液体的压强 知识归纳与题型总结
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考点01 液体压强的产生原因及特点
考点梳理
1、液体压强产生的原因:由于液体受重力和流动性的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言。
2、液体压强具有以下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
典例引领
考向01 液体压强的产生原因
【例1】“神舟二十一号”飞船在太空中飞行时,处于“失重”状态。宇航员想在飞船中进行下列实验,其中不能完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用刻度尺测长度
C.用微小压强计测压强 D.用秒表测时间
考向02 液体压强的特点及其应用
【例2】按要求完成下列实验题;
(1)小力用图甲所示器材进行探究,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,分别倒入深度相同、密度不同的酒精和水,橡皮膜向某一侧凸起时,说明橡皮膜两侧液体压强不同。小力探究的是液体压强与_________的关系;
(2)如图乙所示,用微小压强计探究水产生的压强与深度的关系时,用U形管两侧液面高度差表示压强,测得实验数据如下表:
深度h/cm
3.0
6.0
9.0
U形管两侧液面高度差Δh/cm
2.6
5.4
8.2
分析论证:U形管两侧液面高度差Δh越大,说明_________,可得出实验结论:_________。
对点提升
【对点1】关于压力压强,下列说法正确的是( )
A.静止在水平地面上的物体,对水平地面的压力与重力大小一定相等
B.液体压强公式,h指该点在液体中所处的高度
C.液体对容器侧壁有压强,是因为液体具有流动性
D.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
【对点2】小然和小晗利用天平和量筒测量花生油的密度。
(1)图甲是小然调节天平平衡时的情景,请你指出错误之处是__________。纠正错误后,若天平指针向左偏,则应把平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调,调平后应把物体放__________(填“左”或“右”)盘。
(2)按如下步骤进行实验:
①用天平测得烧杯的质量为;
②将适量花生油倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中花生油的体积为__________;将量筒中的花生油全部倒入烧杯,用天平测出烧杯和花生油的总质量。天平平衡时,右盘里砝码总质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯中花生油的质量为__________g,花生油的密度为__________kg/cm³;③用这种方法测得的花生油的密度比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小晗按图丁所示方法,也测出了花生油的密度。
①向水槽内注入适量的水,将玻璃管扎有橡皮薄膜的一端逐渐插入水中某一位置;
②再向玻璃管内注入适量的花生油,直到薄膜与玻璃管下端管口相平;
③用刻度尺分别测出水面到薄膜的深度和油面到薄膜的深度。
根据上述操作步骤可推导出该花生油密度__________(表达式用测量量的字母表示,水的密度用表示)
考点02 探究液体压强的特点实验
考点梳理
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些;
(2)实验方法:控制变量法。
2、实验猜想:液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
3、实验步骤
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
4、实验结论及应用
(1)液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加。
(2)同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等。
(3)不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
典例引领
考向01 探究液体压强的实验装置和步骤
【例1】小刚同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小刚发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来正确的调节方法是____________(填正确选项前的字母)。实验中液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的______________来反映。
A.取下橡皮管,重新进行安装
B.将U形管右侧高出部分的液体倒出
(2)调试完成后,开始进行实验,图乙中保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强____________。
(3)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体,______________越大,压强越大。
(4)实验中小刚发现,探头在水和某液体中的相同深度处,U形管两边液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,其中能使U形管两边液面高度差对比更明显的是 。(填正确选项前的字母)
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换成密度更小的液体
考向02 探究液体压强的实验数据记录和结果分析
【例2】小滨用如图装置探究液体压强的特点。
(1)当压强计的金属盒在空气中时,形管两边的液面应当相平,而小滨同学却观察两边液面不相平的情景。出现这种情景下一步调节的方法是: (选填“”或“”)。
A.将此时管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)压强计调节正常后,小滨将金属盒先后浸入到、两杯液体中,他发现图中形管两边的液柱高度差较大。得出结论:在液体内部的同一深度处,液体压强与__________有关。
(3)对比、两图可知:在同种液体中,深度越深,液体压强越__________。
(4)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择__________两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状__________(选填“有关”或“无关”)。
对点提升
【对点1】小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示。
(1)当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面如图乙所示的情景,则实验装置可能出现了________问题;
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着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,如图丙所示,由此可知液体内部的压强与________有关;
(3)小强保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示。比较丙、丁两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠?________。原因是:_____________。
【对点2】物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)图甲装置是研究液体压强的仪器,实验中通过观察___________反映液体压强的大小;
(2)比较图乙中___________两次实验现象,得出结论:同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(3)小王用图D所示的装置进行如下实验;在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是___________(选填“>”、“<”或“=”)。
考点03 压强计的结构及原理
考点梳理
1、压强计的构造:是一种采用U形管构造,内装水或水银,运用帕斯卡原理测量液体和气体的压强的一种物理仪器。
2、压强计的原理:压强计是用来测量较小的压强的
(1)在U形管内装有色液体,两侧液面都受大气压强的作用,两侧液面在同一高度。
(2)如果把金属盒放入液体中,橡皮膜受到液体压强的作用,而向里凹,封闭在管内的气体把这个压强传递给液体,两侧液面出现高度差。
(3)此时右侧液面受到的压强仍是大气压,左侧液面受到的压强等于大气压强与液体压强之和再减去橡皮膜单位面积弹力的平均值,如果橡皮膜的弹力很小,两侧液柱高度差所产生的压强就近似等于液体的压强。
典例引领
考向01 比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小
【例1】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。若正立和倒立时,瓶底和瓶盖对桌面的压力分别为和;水对瓶底和瓶盖的压力分别为和;瓶底和瓶盖对桌面的压强分别为和;水对瓶底和瓶盖的压强分别为和。则下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
考向02 计算液体对容器底的压强和压力
【例2】著名的“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于木桶壁上最长的那块木板,而取决于木桶壁上最短的那块,所以又被称为“短板效应”,如图所示,已知平底空木桶质量3kg,桶壁上最长木板的竖直高度为60cm,最短木板的竖直高度为20cm,木桶底面积为400cm2(不计木桶壁厚度)。现将木桶装满水后,木桶底部对地面压强为3000Pa。求:
(1)在距水面5cm处水产生的压强;
(2)水对木桶底部压强和压力;
(3)木桶中水的质量。
考向03 液体和固体压强的对比和计算
【例3】如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的不同形状的薄壁容器,质量均为0.1kg,底面积均为。现分别向两容器中注入质量均为2kg的水,静止后测得甲容器中水的深度为0.25m,乙容器中水的深度为0.12m。下列说法正确的是( )
A.甲容器底部受到水的压力为25N
B.乙容器底部受到水的压强为2000Pa
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.甲和乙对桌面的压力均为20N
对点提升
【对点1】如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,其底面积相同,分别装有质量相同的两种液体,两个容器的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力
B.液体对容器底的压力
C.容器对桌面的压强
D.液体对容器底部的压强
【对点2】如图所示是家里常见的烧水壶,壶重为4 N,壶内装12 N的水,壶内水深0.15 m,若壶内、壶外底壁平整,底面积均为100 cm2,放置在水平桌面中央,求:
(1)壶内底部受到水的压强。
(2)桌面受到烧水壶的压强。
【对点3】质量为0.5kg的空鱼缸,放在水平窗台上,其底面与窗台的接触面积为,如图,向鱼缸内注入1.5L的水,水的深度为10cm(,g取10N/kg)。求:
(1)空鱼缸对窗台的压强;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压力;
(3)注水后鱼缸对窗台的压强。
考点04 液体压强的计算和大小比较
考点梳理
1、液体压强的计算公式:计算液体压强的公式是p=ρgh。
(1)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(2)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
(3)液体压强公式推导:其中ρ为液体密度,g为重力常数,S为横截面积,h为水柱高度,V为水柱体积。
2、液体压强中隐含“密度不同”的有关计算:由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小取决于液体的密度和深度,深度的不同比较直观,一眼可以看到,而密度不同需引起注意,有时直接给出物质不同,密度不同,有时则隐含着密度不同,需要自己发现。
3、液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:
液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
(1)液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
(2)容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据计算压强大小。
4、液体压强的大小比较:液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
典例引领
考向01 熟悉液体压强公式的推导
【例1】小华和小鹭玩“甩瓶子直立”游戏时,一个未装满橙汁的密闭瓶子,正立在桌面上如图 甲所示,小华甩完瓶子后,倒立在桌面上如图 乙所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中瓶子对桌面的压力比乙图中瓶子对桌面的压力大
B.甲图中瓶子对桌面的压强比乙图中瓶子对桌面的压强大
C.甲图中橙汁对瓶底的压力比乙图中橙汁对瓶盖的压力大
D.甲图中橙汁对瓶底的压强比乙图中橙汁对瓶盖的压强大
考向02 液体压强公式的简单应用
【例2】我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水下深度时,潜水器上的表面上受到海水的压力为______(,取)。
对点提升
【对点1】分析液体中A点受到的液体压强大小时,如图所示,可以在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,然后在受力面S上方假想出一段液柱,用压强定义式_______ 推导出液体压强公式。请你写出推理过程______。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为_______法。(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)
【对点2】如图所示,放在同一水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
考点05 连通器的原理
考点梳理
1、连通器:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
2、连通器的原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
3、连通器的应用:水渠的过路涵洞、茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
4、船闸工作原理:船闸的工作原理主要是利用连通器的原理,通过调整闸室中的水位来实现船舶在不同水位间的升降,从而通过集中的航道水位落差。船闸主要由闸室、上游引航道、下游引航道、上游闸首和下游闸首组成。
典例引领
考向01 连通器的原理
【例1】我劳动,我快乐!小明在打扫卫生时使用的洒水壶如图所示。小明用洒水壶提水时,用A把手,用洒水壶洒水时,用B把手,这是运用了力的作用效果与力的________有关;壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面的高度是________的。
考向02 熟悉船闸的工作过程
【例2】常见的船闸结构如图所示。下列关于船闸的说法正确的是( )
A.船从上游到下游,所受浮力变小
B.船从上游到下游应先打开下游阀门A
C.图中下游阀门A所受左侧水产生的压强比右侧的压强大
D.闸室水面与上游水面相平时才能打开上游闸门
考向03 生活中常见的连通器
【例3】如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A.下水管弯管 B.拦河大坝
C.自动饮水器
D.船闸
对点提升
【对点1】小亮学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强与该点到容器底的距离有关,为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
(1)实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用______(薄/厚)一些的较好;
(2)U形管______(是/不是)连通器;
(3)小亮向小明介绍自己的实验推理过程:乙、丙两烧杯中液面等高,A、B点到烧杯底部的距离不同,通过观察压强计判断出pA不等于pB,由此可以得出结论:液体内部某点的压强与该点到容器底的距离有关;但小明反驳说:你的结论是错误的,原因是______。
【对点2】我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。如图甲所示,拦河坝设计成上窄下宽的形状,是由于________。为解决船只通航问题,特意修建了船闸,如图乙所示。此时闸室和________(选填“上游”或“下游”)构成连通器。
【对点3】茶起源于中国,盛行于世界,饮茶是我国的传统文化。如图所示,水平桌面上有一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成了一个___________;若茶壶中水的深度为10cm,则茶壶底部受到水的压强为___________Pa。(水的密度为 1×103kg/m3,g取10N/kg)
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