液体的压强。
目标认知。学习目标。
1.知道液体压强的特点;
2.了解连通器及其原理;
3.能用液体压强公式进行简单计算。
学习重点。1.液体的压强及压强公式;
2.连通器及其应用。
学习难点。连通器的应用。
知识要点梳理。
知识点一液体压强。
要点诠释:1.产生原因:液体的压强是由液体所受的重力及液体具有流动性而产生的,液体的压强虽然是由液体受的重力产生的,但它的大小却与液体受的重力无关,液体对容器底部的压力不一定等于容器中的液体受到的重力,只有侧壁竖直的容器,底部受到的液体压力才等于容器内的液体所受的重力。
2.特点:通过实验**发现,液体压强具有以下特点:
①液体对容器的底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
②液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
③不同液体的压强还跟它的密度有关系。
1.下端蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中,如图所示,在逐渐下插的过程中,橡皮膜将( )
a.逐渐下凸 b.逐渐上凸。
c.保持不变 d.无法确定。
解析:液体内部向各个方向都有压强,玻璃管插入水中时,下端橡皮膜应受到向上的压强,使橡皮膜向上凸,逐渐下插过程中,橡皮膜在水中的深度增大,受到水的压强也随着增大,就会更加向上凸。
答案:b知识点二液体压强公式:
要点诠释:公式推导:如图所示,设想在密度为的液体中,液面下深度为处有一水平放置的面积为s的小平面,在这个平面上就有一个假想的液柱。
液柱的体积:
液柱的质量:
液柱受到的重力:
小平面受到的压力:
小平面受到的压强:
由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等,因此用于液体内部向各个方向压强的计算。
液体压强计算公式:,式中p表示液体自身产生的向各个方向的压强,不包括液体受到的外加压强,单位是pa,是液体密度,单位是,是常数,,h是液体的深度,单位是m。
由公式知,液体压强与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积无关。当深度一定时,p与成正比,当一定时,p与h成正比。
液体的深度h指的是液体中被研究点到自由液面的竖直距离,即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量,它不是高度,高度由下往上量的,判断出h的大小是计算液体压强的关键。
2.湖水深7m,则距湖底2m处的水受到的压强为多少?(g=10n/kg)
解析:本题的关键是先正确判断出深度的大小,。
答案:。知识点三液体压强的测量。
要点诠释:由于在同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以我们只要测出液体某一深度某一方向上的压强,就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。
如图所示,液体压强可用压强计来测量,工作原理是:当金属盒上的橡皮膜受到挤压时,u型管两边的液面出现高度差;压强越大,两边的高度差越大,读出高度差即可得出压强计金属盒所处之处的压强。
3.将同一个压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示,这两种液体的密度大小关系是( )
a.甲液体的密度一定小于乙液体的密度。
b.甲液体的密度一定等于乙液体的密度。
c.甲液体的密度一定大于乙液体的密度。
d.无法判断。
答案:a解析:压强计两管所显示的高度差是相同的,即压强的大小相等,但金属盒在甲液体中比在乙液体中深些,由知,甲的密度比乙小。
知识点四连通器及其应用。
要点诠释:1.定义:上端开口,下端连通的容器叫连通器。
2.连通器原理:连通器里如果只有一种液体,在液体不流动的情况下容器的各液面总保持相平。
如图,在连通器内取一很薄的液片ab;ab受到左边液面对它的压力,也受到右边液面对它的压力,ab平衡,根据二力平衡关系有,根据压力与压强的关系有,由于ab是薄片,有,所以,又根据,则有,所以同种液体不流动时各液面相平,若连通器里装有不同的且不能均匀混合的液体,连通器液面将不再相平。
3.连通器原理的应用。
①茶壶:茶壶口高于茶壶盖的设计。
②锅炉水位计:利用连通器原理把锅炉中的水位反映到锅炉外的水位计中。
③自动饮水器:利用连通器原理使饮水部分水面自动升高。
④船闸:利用连通器原理使轮船通过水库,拦河大坝等。
4.厨房、卫生间里的脏水,通过下水管流到污水沟,我们却闻不到沟里的臭味,这种下水管的示意图是下图中的( )
解析:a、b两种情况,室内与污水沟直接相连,沟里的臭味易传到屋内;c、d的下水管相当于连通器,当有脏水下行时,据连能器原理,同种液体静止时,左右两管液面相平,会有部分液体贮藏在下水管里,让沟里的臭味不能传出,但d凹沟太深,易堵塞残渣废物,故c恰当。
答案:c规律方法指导。
1.规律:液体内部向各个方向上都有压强;
液体压强随着深度的增加而增大;
同一深度液体向各个方向的压强都相等。
2.特点:液体压强的大小与深度和密度有关;
与容器的形状无关,与液体的体积质量无关。
3.液体压强公式适用范围:
公式只适用液体内部压强计算,不能用于固体和气体的压强计算;对于密度均匀形状规则的直柱体也可用此公式进行计算。
4.连通器的原理:
①对于由两个容器构成的连通器,左右管的压强相等。
②装同种液体时,两管的液面相平,不同液体时,液面不平,但压强相等。
方法指导:1. 求液体对容器底压力、压强时,先用公式求压强,然后用公式求压力。
2.求容器对水平面的压力、压强时,先用求压力,然后用公式求压强。
典型例题。固、液体压强。
1、如图所示,一个空茶壶的质量为0.5kg,放在水平桌面上,茶壶与桌面的接触面积为,用茶壶盛水后,水的深度为,求:
①空茶壶对桌面的压强;
②水对茶壶底部的压强;
③水对茶壶底部的压力。(茶壶壁的厚度不计,)
解析:①空茶壶的重力为,空茶壶放在桌面上时,对桌面的压力。
②水对茶壶底的压强为:
③水对茶壶底部的压力为:。
总结升华:此类问题的解答要分清固体压强和液体压强。对液体压强和压力问题先求压强后求压力,对固体压强和压力问题,先根据计算出固体对水平支持面的压力,再由计算固体对支持面的压强。
举一反三。水平地面上有一只铁皮平底小水桶,桶受到的重力为10n,桶的底面积为,桶壁厚度不计。现在倒入80n的水后,水的高度为20cm。(g=10n/kg)
①水对桶底的压力和压强各是多少?
②装水的桶对水平地面的压力和压强各是多少?
解析:①分析:倒入桶中的水重不一定等桶底受到的压力。要先求压强,后求压力。,。
②分析:对水平地面的压力、压强是由固体产生的要先求压力,后求压强。,。
应用能力。2.如图所示,开口容器的底部有一个小孔,装水后水不断从小孔流出,下图中能够粗略反映水流出时,容器底部所受水的压强p与时间的关系图象的是( )
解析:a图表示水压随时间的增长而均匀减小,b图表示水压随时间增长而减小,但减小的速度越来越慢,c图表示水压随时间的增长而减小,但减小的速度越来越快,d图表示水压随时间的增长而减小,但减小的速度由慢变快再变慢。而实际水流速随压强的减小而减慢的。
因而导致水压的变化量也是减慢的。
答案:b 总结升华:本题中深度影响压强,压强影响出水流量,流量反过来又影响水的深度。
压强对流量的影响是关键,压强大,流量大,(水流速度大)水位下降快,压强减小快。这是解本题的关键。
举一反三。同一座楼里的水龙头,楼层越高出水速度越小,其中一个重要原因是___如果每层楼高3m,当水龙头全部关闭时,相邻两层相应位置水管内的压强差为___pa。
解析:楼里的自来水管是连通器,随着楼层的增高,水的压强减小,出水流量减小;每层楼高3m,相邻两层相应位置水管内的水位差是3m,压强差△p
答案:楼层越高,水压强越小,。
3.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积都相等的容器,向容器中注入高度相等的水,水对容器底部的压强分别为、,装水后的容器对桌面的压力分别为、则( )
a.= b.>
c.= d.<
解析:液体对容器底的压强决定于密度和深度,两容器装的都是水,且水的深度相同,故对容器底的压强也相同,容器对桌面的压力等于容器和所装液体受的总重力,两容器的重量是相同的但所装的液体乙比甲的多,故乙容器对桌面的压力要大些。
答案:c总结升华:解此类题主要清楚压强产生原因是液体产生压强,先用计算分析,固体产生压强,先求压力。
举一反三。一个装满水后瓶盖密封的硬塑料瓶,放在水桌面上,如图所示甲,水对瓶底的压强为p1,瓶底对桌面的压强为p1’;将瓶底例置后如图乙,水对瓶盖的压强为p2,瓶盖对桌面的压强为p2’,则( )a. b.
c.d.
解析:由于甲乙两种情况液体深度相同,又是同种液体,依据知,液体对容器底的压强相等,即;对于同一种物体的不同放置,对桌面的压力f=g,相等,而受力面积不同,依据知,,故b选项是对的。
答案:b4.如图所示的容器中装有水,静止在水平桌面上,水对容器底部的压力为f1,容器对桌面的压力为f2,若容器的质量忽略不计,则( )
a. b.
c. d.无法比较。
解析:液体对容器底的压力f1等于容器内液体重加上阴影部分液体重,即,而容器对桌面的压力等于容器和液体的总重,容器重不计f2=g1,故。
答案:b总结升华:解此类题,关键是液体对容器底的压力与液体受到的重力比较和容器对桌面的压力与液体的重力比较。
举一反三。如图所示的容器中装有一半的水,将它正放和倒放在水平桌面上如图甲、乙所示,则对甲、乙两种情况比较,下列说法中正确的是( )
a.水对容器底部的压力相等,压强相等。
b.水对容器底部的压力相等,压强不相等。
c.容器对桌面的压力相等,压强相等。
d.容器对桌面的压力相等,甲图压强大。
解析:①容器对桌面的压力f等于容器和液体总重,甲、乙是同一物体不同放置,故对桌面的压力相等。
②甲图中,液体对容器底的压力等于虚线内液体重(如图),小于容器内液体重,乙图中,液体对容器底的压力等于虚线内液体重(如图),大于容器内液体重。
③对容器的压强与液体的密度和深度有关,由图可知,依据知。④桌面受到的压力相等,依据 , 故。
答案:d思维发散。
5.如图所示中有一处科学性的错误,请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律:
错误是。它违背了。
解析:题中给的是一个茶壶,壶盖有一个小孔,壶嘴也有出水孔,这样壶嘴与壶身就构成了一个连通器,连通器中只有一种液体并静止时,液面总是相平的,而图中所给的情形是壶嘴中液面高,壶身中液面低,是错误的。
答案:壶嘴和壶身中液面不相平;
连通器液面相平的原理。
总结升华:连通器的原理是:同种液体静止时,液面总是相平的。
举一反三。如图所示,用压强计研究液体内部的压强,若杯中液体的密度分别为、,两金属盒橡皮膜所处深度相同,则由图可知( )
a. b. c. d.无法确定。
解析:①由图中压强计左右管的液面高度差可知,与左管相连的金属盒受到液体的压强大于与右管相连的金属盒受到液体的压强
②两液体的深度相同,依据可知,p与成正比。
答案:a
物理 人教新课标八年级液体的压强 教案
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