在連通器兩端系有大小不同 八年級 液體壓強的大小

2021-10-17 07:20:46 字數 3708 閱讀 3974

【前情回顧】

在**液體壓強規律實驗中發現液體壓強有這樣的特點:

液體內部向各個方向都有壓強

同種液體的同一深度,各方向壓強都相等

深度越大,液體的壓強也越大

液體的壓強還與液體的密度有關,深度相同時,液體密度越大,壓強越大。

【預習新知】

在電視中經常看到花樣游泳運動員在水中屏住呼吸完成動作,而在淺海中觀察魚類生活的科考隊員,要穿潛水服背氧氣瓶。

花遊運動員 科考隊員

在較深的海水中的潛水員要穿抗壓服背氧氣瓶,而要潛水員潛入更深的海底則需要用到潛水器。

科考員 蛟龍號潛水器

海水的壓強隨深度增加而增大,在深水中要採用特殊的防護裝備,以防身體被海水壓壞。

【舉手提問】

液體在某一深度壓強有多大?

如何計算液體內部的壓強?

【新課學習】

一、【想想議議】

從前面的實驗知道,在同一深度,液體向各個方向的壓強相等。

1.我們只要算出某一深度液體豎直向下的壓強,也就同時知道了液體在這一深度各個方向上的壓強。

2.要知道液面下某處豎直向下的壓強,可以設想在此處有個水平放置的平面,然後計算這個平面上方液柱對這個平面的壓強即可。

二、公式推導

如圖:設在水中取一平面,面積為s,平面在液面下的深度為h,液體的密度為p

推導過程:

選取液柱的體積:v=sh 因為:p=m/v 所以:液柱的質量m=pv=psh

因為:g=mg 所以:液柱的重力

g=mg=pshg

由於平面受到正上方液柱壓力等於液柱的重力,即:f=g=mg=pshg

所以平面受到的壓強:

計算液體內部壓強公式:

從公式看出:液體內部壓強的大小與液體密度和深度有關。

三、符號的意義及單位

p---- 液體的壓強 --- 帕斯卡(pa)

p----- 密度--- 千克每立方公尺(kg/m3)

g——重力與質量的比值 ——牛每千克(n/kg)

h — 液體的深度——公尺(m)

四、液體內部壓強計算

例題:(2017蘭州34題6分)

如圖所示,質量為500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面積為80m2,內裝1.5l的水.已知g取10n/kg. p水=1.0×103kg/m3

求:(1)容器對水平地面的壓強;

(2)水對容器底部的壓力.

解題思路:

1.容器對水平地面的壓強屬於固體壓強,是容器壓力產生的效果,所以先考慮容器對地面的壓力,由於容器放在水平地面上,所以容器對地面的壓力等於容器和液體的重力之和。

解:(1)1.5l水的質量:

m=pv=1.0×10kg/m3×1.5x10-3m3=1.5 kg

容器對水平地面的壓力:

f=g容 +** =m容g+m水g=5n+15 n=20 n

容器對水平地面的壓強:

p= f/s= 20 n /80×10-4m2=2.5x103pa

2.水對容器底部的壓力是液體內部壓強產生的結果,所以先求出容器底部受水的壓強,再求壓力。

(在 p=pgh 中的h是容器底部到水自由面的豎直高度,不是到液面的長度,所以公式中水深h=10cm=0.1m)

(2)因為容器是連通器,所以水深h=10cm=0.1m,則水對容器底部的壓強p1=pgh=1.0×10kg/m3x10 n/kg×0.1m=1 000 pa

由p= f/s 得,水對容器底部的壓力:f1=p1s=1000pa×80×10-4m2 =8 n

五、壓力、壓強大小比較

例題:(2018泰安)

如圖所示,水平桌面上放有底面積和質量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質量相等的不同液體.下列說法正確的是

①容器對桌面的壓力:f甲》f乙

②液體的密度:p甲=p乙

③液體對容器底部的壓強:p甲》p乙

④容器對桌面的壓強:p甲』 =p乙'

a. 只有①和③ b.只有①和④

c.只有②和③ d.只有③和④

解題思路:

1.兩個容器的質量以及所裝液體的質量相同,即m甲總 =m乙總;容器對桌面的壓力f=g總=m總g,所以兩個容器對桌面的壓力相同,即f甲=f乙,故①錯誤;

2.已知容器底面積相等,即s甲=s乙;由p= f/s 可知,兩個容器對桌面的強關係為p甲'=p乙',故④正確;

3.兩個容器底面積相同,液體深度相同;由圖可知,兩個容器內液體的體積關係為:v甲p乙,故②誤;

4.已知液體深度相同,即h甲=h乙,由p=pgh可知,液體對容器底部的壓強關係為p甲》p乙,故③正確.

綜上所述,③④正確,故選d.

【同步訓練】

1.(2019南充)

如圖,容器中裝有深度為10cm,質量為60g的水,已知容器質量為30g,底面積為5cm,容器底部受到水的壓強為 pa,容器x水平桌面的壓強是pa.

(p水=1.0×103kg/m3,g=10 n/kg)

2.(2019襄陽)

如圖所示,乙個密封的圓台狀容器,內裝一定質量的水,放在水平桌面上,現把它倒置過來,則 ( )

a.水對容器底的壓力減小

b.水對容器底的壓強減小

c.容器對桌面的壓強減小

d.容器對桌面的壓力減小

3.(2019河南)

如圖所示,水平桌面上放著底面積相等的甲、乙兩容器,分別裝有同種液體且深度相同,兩容器底部所受液體的壓力、壓強分別用f甲、f乙、p甲、p乙表示,則 ( )

a.f甲=f乙,p甲=p乙 b.f甲=f乙, p甲》p乙

c.f甲 >f乙, p甲=p乙 d.f甲》f乙, p甲》p乙

1. 1000 1800 2. a 3. a

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