2020-2021学年八年级物理下册-8.2-液体内部的压强讲义北师大版.docx
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2020-2021学年八年级物理下册 8.2 液体内部的压强讲义北师大版 2020-2021学年八年级物理下册 8.2 液体内部的压强讲义北师大版 年级: 姓名: 28 8.2 液体内部的压强 一、目标要求 目标要求 重、难点 知道液体内部压强是如何产生的 认识液体压强的特点 难点 知道影响液体压强大小的因素 重点 会计算液体的压强 二、知识点解析 1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。 2.液体压强的测量:使用压强计。 3.液体压强的规律: (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(如图所示); (4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。 4.液体压强公式:。其中,是液体密度,单位是;;是液体内部某位置到液面的高度。 从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 三、重点、难点与易错点 ★重点一:影响液体压强大小的因素 探究课题:探究影响液体压强大小的因素 实验装置 实验方法 控制变量法,转换法 实验原理 根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小 探究过程 1.根据如图甲所示,按照组装U形管压强计 2.将水倒入烧杯,如图乙,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,将数据填入下表; 3.如图乙、丙,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,将数据填入下表; 4.如图丙、丁,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,将数据填入下表; 记录表格 实验内容 液体物质 探头浸入水下深度 橡皮膜朝向 U形管两端液面高度差(cm) a 水 相同(5cm) 向下 相同(5cm) 向前 相同(5cm) 向上 b 水 不同(3cm) 向下 不同(5cm) 不同(7cm) 向下 向下 c 水 相同(5cm) 向下 盐水 相同(5cm) 向下 实验结论 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;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;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。 考查方向 器材作用 1. U形管压强计的作用?通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小 注意事项 1.液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性 2.实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。 (2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好) 3.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决? 答:气密性不好,拆下来重新安装 4.使用的U型管是不是连通器?答:不是 5.此实验U型管内液体为什么要染成红色?答:使实验效果明显,便于观察 5.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律 6.比较乙、丙实验结论是:液体密度一定时,深度越深,液体产生的压强越大 7.比较丙、丁实验结论是:当液体深度相同时,液体密度越大,液体产生的压强越大 ★难点一:液体压强的特点 1.液体压强的产生:液体受重力且具有流动性。我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。 2.液体能够把它所受到的压强向各个方向传递。也就是说,液体内部某点向各个方向都有压强,且压强大小都相同。 3.液体压强可表述为:“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大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;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。” 4.液体内部压强大小: (1)同种液体:向各个方向都有压强;(2)同一深度处,压强一致;(3)深度越深,压强越大。 (2)不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。 (3)公式:p=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m³,压强p的单位是Pa。 (4)由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。 深度是指点到液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。 四、考查方向 1.液体压强的概念与计算 典例一:(2020·湖南常德)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()。 ①容器对桌面的压力:F甲>F乙 ②液体的密度:ρ甲=ρ乙 ③液体对容器底部的压强:p甲>p乙 ④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′ A. 只有①和③B. 只有①和④C. 只有②和③D. 只有③和④ 【答案】D。 【解析】①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误; ②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误; ③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确; ④总重相等,容器的底面积相等,根据得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确;故选D。 2.液体压强的大小实验探究 典例二:(2020·天水)在“探究液体压强的特点”实验中,小明进行了如下的猜想: 猜想一:液体内部压强大小可能与液体深度有关。 猜想二:液体内部压强大小可能与液体密度有关。 猜想三:液体内部压强大小可能与方向有关。 为了验证以上猜想,小明进行了如图所示的操作: (1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过 反映的。 (2)为了验证猜想一,应选择 两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的。 (3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,小明可得出的结论是:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越 。 【答案】(1)U形管两边液面的高度差;(2)甲、乙;(3)大。 【解析】(1)根据转换法,实验过程中探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的; (2)为了验证猜想一,即研究液体内部压强大小可能与液体深度有关,要控制液体密度相同,故应选择甲、乙两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的; (3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,丙中U形管两边液面的高度差大,小明可得出的结论是:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越大。 故答案为:(1)U形管两边液面的高度差;(2)甲、乙;(3)大。 五、模拟训练 一、基础练习 1.我国自主建造的世界上压力最大的8万吨多向模锻压机锻造大型工件时,对工件的压力为8×108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强相当于( )。 A.2km高水柱产生的压强;B.4km高水柱产生的压强; C.8km高水柱产生的压强;D.20km高水柱产生的压强 【答案】D。 【解析】(1)对工件的压力为8×108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强: ; (2)若水产生的压强p2=p1=2×108Pa, 由得:; 故A、B、C错误。故选D。 2.如图所示,一个装水的密封杯子放在水平桌面上(图甲),若将杯子倒过来(图乙),则()。 A.水对杯底的压强变小;B.杯子对桌面的压强变大; C.水对杯底的压强不变;D.杯子对桌面的压强不变 【答案】A。 【解析】由压强公式:可知,当压力一定时,受力面积越大,压强越小;受力面积越小,压强越大。甲、乙两种情况,杯子对桌面的压力不变,杯子倒过来后,杯子受力面积增大,压强变小;故B、D的说法均是错误的。 由液体压强公式:可知,液体深度越深,此处压强越大。把杯子由甲图变为乙图后,水的深度变小,水对杯子底部的压强会变小。故C错误。此题正确答案是A。 3.如图所示,甲、乙两个小球分别放在两个装有不同液体的容器中处于静止状态,此时容器内液体深度不同,但液体对容器底部的压强相同,则()。 A.甲密度大于乙密度;B.甲密度等于乙密度; C.甲密度小于乙密度;D.密度的关系无法判断 【答案】C。 【解析】液体压强与液体的深度、密度有关,计算公式是:,利用此关系即可解答。 液体的深度不同,密度不同,但液体底部的压强相同;由液体压强公式可知,甲球所在的液体密度小于乙球所在的液体密度。 但甲球浮在液面上,说明甲球密度小于其液体密度;乙球沉入其液体中,说明乙球密度大于其液体密度;故甲球密度小于乙球密度。正确答案是C。 4.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则()。 A.pA>pB>pC;B.pA<pB<pC;C.pA=pB=pC;D.无法确定。 【答案】A。 【解析】由图可知,三容器内液体的深度相同,知道三液体的密度大小关系,根据液体压强公式判断容器底部受到的压强的大小关系。 由图知,三容器内液体深度:hA=hB=hC, 根据p=ρgh,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,所以pA>pB>pC。故选A。 5.如图所示的实例中,不属于连通器应用的是()。 A.茶壶 B.锅炉水位计 C.船闸 D.潜水艇 【答案】D。 【解析】A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A正确; B、水位计与炉身下端相通,是连通器的应用,故B正确; C、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸.所以船通过船闸使用了两次连通器.故C正确; D、潜水艇利用的浮力,是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,故D错误。故选D。 6.如图所示,水平桌面上放有四个玻璃杯,玻璃杯中装有水,玻璃杯中装有酱油,、玻璃杯中装有酒精,四个玻璃杯中的液面相平(四个玻璃杯的杯底厚度相同),已知,则液体对玻璃杯杯底的压强最大的是()。 A. B. C. D. 【答案】B。 【解析】由题知,三玻璃杯中所装液体的深度h相同,∵ρ酱油>ρ水>ρ酒精∴由液体压强公式p=ρgh得,p酱油> p水>p酒精即液体对玻璃杯杯底的压强最大的是装酱油的B玻璃杯。故选B。 7.如图所示,在水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个底面积均为0.01 m2的薄壁空杯,其中甲图为柱形空杯,四个空杯子对桌面的压强均为100 Pa。当在其中一个空杯中装入0.9 kg的水后,水对杯底产生的压强为800 Pa,则这个杯子的形状可能是图中的()。(取g=10 N/kg) A. B. C. D. 【答案】B。 【解析】根据杯底的面积S=0.01 m2,水对杯底产生的压强为p=900 Pa,水对杯底的压力F=pS=900 Pa×0.01 m2=9 N,水的重力G=mg=0.9 kg×10 N/kg=9 N; 从液体深度方面分析,由图可知,甲杯粗细均匀,水对杯底的压力等于水的重力,乙杯中水的深度较小,根据p=ρgh可知,水对杯底的压力小于水的重力,丙和丁中水的深度较大,根据p=ρgh可知,水对杯底的压力大于水的重力。故选B。 8.两个足够高、底面积不同的圆柱形容器中分别盛有质量相等的甲、乙两种不同液体,如图所示(S甲>S乙)。若两容器中注入的甲、乙两种液体高度相等,则以下关于液体的密度ρ甲、ρ乙及此时液体对容器底部压强p甲、p乙的判断正确的是()。 A.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 B.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙 C.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙 D.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙 【答案】D。 【解析】由图知道,容器的底面积满足S乙<S甲,所以,当两容器中分别注入相等高度的甲、乙两种液体后,即h甲=h乙,因为甲的质量等于乙的质量, 所以,由ρ=m/V知道,m=ρV=ρ甲Sh甲=ρ乙S乙h乙, 由h甲=h乙,S乙<S甲知道,ρ甲S甲=ρ乙S乙,ρ甲<ρ乙;故A、B错误; 因为甲的质量等于乙的质量,所以圆柱形容器中液体对容器底部的压力是F甲=F乙,由容器底面积S乙<S甲及p=F/S知道,p甲<p乙,故C错误、D正确,故选D。 9.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是()。 A.h B.h C.h D.h 【答案】C。 【解析】当打开开关K时,左右容器构成一个连通器;由于连通器内水面静止时,水面相平,因此右边水面将下降,左面水面将升高,由于水的总体积不变,设左管横截面积为S,则右管横截面积为2S,竖管中水的总体积V=Sh+2S·2h=5Sh,因为右管横截面积是左管的两倍,则液面相平时,右管中水的体积是左管中水的体积的2倍,即左管水的体积为V左=×5Sh=Sh,右管水的体积为V右=×5Sh=Sh, 左管水的体积的增大量为–Sh=Sh,即左管水面上升的距离是h;故选C。 10.如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm2。杯中水深10cm,杯和水的总重力为3 N,则杯对水平桌面的压强为 Pa;水对杯底的压力为 N。(g=10N/kg,茶杯杯壁厚度不计) 【答案】1500、2。 【解析】(1)杯对水平桌面的压力:F=G总=3N, 则杯对水平桌面的压强:; (2)水的深度h=10cm=0.1m,水对杯底的压强: 水对杯底的压力: 故答案为:1500、2。 11.如果潜水服可以承受压强,那么潜水员穿上这种衣服在海水中允许达到的最大深度是________m。如果他的表面积约为,那么他受到的水的压力是________N(海水的密度取)。 【答案】50;106。 【解析】由p=ρgh可得,潜水员穿上这种衣服在海水中允许达到的最大深度: h=50 m, 由p可得,他受到的水的压力:F=pS=5×105 Pa×2 m2=106 N。 12.如图所示,容器里装有重力为G、密度为ρ的液体,图中A点的液体压强pA=__________,在与A点同一水平面上的B点液体的压强pB=__________。如果容器的底面积为S,则液体对容器底部的压力F=__________。 【答案】;;。 【解析】由液体压强公式p=ρgh可得,图中A点的液体压强,B点与A点在同一水平面上, 所以液体深度为h1,B点液体的压强, 液体对容器底的压强, 根据可得,液体对容器底部的压力。 13.小明利用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)重新组装器材后,他用手指轻轻按压橡皮膜,若发现U形管两边液面出现____________,则说明故障已排除; (3)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; (4)接着小明要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持____________不变; (5)小明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,小明得出了在同一深度,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)漏气;(2)高度差;(3)深度;(4)深度;(5)不可靠;未控制深度相同。 【解析】(1)当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两端液面相平,一定出现漏气现象,可能是橡皮管出现破裂或接头处漏气; (2)重新组装器材后,在使用压强计之前要用手轻压金属盒,看U形管液面是否变化,若发现U形管两边液面出现高度差,则说明故障已排除; (3)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,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关; (4)小强要探究液体内部压强与液体密度关系,根据控制变量法的思想,则应保持深度不变,改变液体密度; (5)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,液体密度增大,但深度也增大;根据U型管左右液面差增大得出同一深度,液体密度越大,其内部压强越大的结论是可靠的,因为没有控制深度相同,不能得出可靠结论。 14.如图所示薄壁圆柱状容器,其底面积为0.05米2,盛有深度为0.2米的水。 (1)求水对容器底部的压强p水。 (2)求水对容器底部的压力F水。 (3)若将容器中的水换成其他液体,发现当液体的深度为0.16米时,与之前水对容器底部的压强相同,求该液体的密度ρ液。 【答案】(1)1 960 Pa;(2)98 N;3)1.25×103 kg/m3。 【解析】(1)深度为0.2米的水,根据得,水对容器底部的压强为: ; (2)底面积为0.05米2,则水对容器底部的压力为: ; (3)根据题意知,, 该液体的密度为:。 15.目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m3,求: (1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少,合多少个标准大气压; (2)若“蛟龙号”上有一个50cm2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大; (3)若“蛟龙号”从7000m深度上浮至水面用时6小时56分40秒,它上浮的平均速度。 【解析】(1)潜水器受到的海水压强: (2)由可得,观察窗受到的海水压力: F=pS=7×107Pa×50×10﹣4m2=3.5×105N; (3)上浮时间:t=6小时56分40秒=6×3600s+56×60s+40s=25000s,上浮的平均速度:。 答:(1)潜水器受到的海水压强为7×107Pa,合700个标准大气压;(2)观察窗受到的海水压力为3.5×105N;(3)它上浮的平均速度0.28m/s。 16.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求: (1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强; (2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。 【解析】(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强: p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa, 由可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:F=pS瓶盖=1300Pa×8×10﹣4m2=1.04N; (2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3, 由可得,水的质量:m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg, 瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力: F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N, 倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:。 答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04N,压强为1300Pa;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa。 二、提升练习 1.(2020•株洲)竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出,水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )。 A.A孔 B.B孔 C.C孔 D.D孔 【答案】D。 【解析】液体内部向各个方向都有压强,并且液体内部的压强随着深度的增加而增大。 由于D孔的深度最深,所以此处的液体内部的压强最大,故D孔喷出的水流速最大。 故选:D。 2.(2020•眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )。 A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大; B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大; C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大; D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小 【答案】C。 【解析】(1)若甲对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,甲对桌面压力不一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以甲液体的重力不一定大,液体对容器底的压力不一定大,故A错误; 由图知液体的体积和深度相同,但由于不能判断出甲、乙液体重力的大小,所以不能判断出甲、乙液体密度的大小,也就不能判断出其液体对容器底的压强的大小,故B错误; (2)若乙对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,乙对桌面压力一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以乙液体的重力一定大,又因为甲液体有一部分压在容器壁上,液体对容器底的压力小于重力,由于物体间力的作用是相互的,乙液体对容器底的压力大于乙液体的重力,所以乙液体对容器底的压力一定较大,故C正确; 由图知液体的体积和深度相同,由于乙液体的重力大于甲液体的重力,根据G=mg=ρgV知,乙液体的密度大于甲液体的密度,根据p=ρgh知乙液体对容器底的压强一定较大,故D错误。故选:C。 3.(2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则()。 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 【答案】A。 【解析】由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙; 又因为容器底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙;故A正确,BCD错误。故选A。 4.(2020•西藏)由中国科学院沈阳自动化研究所研发的无人自主潜水器“海斗号”,最大潜深达10767m,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度记录,使我国成为继日、美两国之后第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。当“海斗号”在水下10000m深度时,它受到的压强是 Pa。(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg) 【答案】1.0×108。 【解析】当“海斗号”在水下10000m深度时,潜水器受到的压强为: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.0×108Pa。 故答案为:1.0×108。 5.(2020•毕节市)注射器针头做得很尖,其目的是 (填“增大”或“减小”)压强;蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,它受到海水的压强将 (填“变大”、“不变”或“变小”),潜入海面下6km深处受到海水的压强是 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。 【答案】增大;变大;6.18×107。 【解析】注射器针头做得很尖,其目的是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。 蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,液体密度不变,蛟龙号在水中所处的深度变大,根据p=ρgh可知,所受到海水的压强变大。 它潜入海面下6km深处受到海水的压强: p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6000m=6.18×107Pa; 故答案为:增大;变大;6.18×107。 6.(2020·江苏泰州)如图是学校的防疫消毒壶,壶和消毒液总重为18N,壶底与水平桌面的接触面积为10cm2,则壶对桌面的压强为__________Pa。值日生按要求喷洒部分消毒液后,将消毒壶放回原处,此时消毒波对壶底的压强将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”),这是因为液体压强与液体的__________有关。 【答案】(1)18000;(2)变小;(3)深度。 【解析】壶对桌面的压强为: 值日生按要求喷洒部分消毒液后,壶中消毒液的液面将会下降,由于液体压强与液体的深度有关,由可知,此时消毒液对壶底的压强将变小。 7.(2020·四川遂宁)三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,坝伡高185m,最大蓄水深度175m,坝体建有多个泄洪深孔,每个泄洪深孔大小为63m2,通过开启闸门泄洪,蓄满水时深孔距水面平均深度30m,则每个泄洪深孔的闸门受到水的压力是————N(g=10N/kg)。 【答案】1.89×107。 【解析】蓄满水时泄洪深孔处受到水的平均压强为: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。 由公式p=得,每个泄洪深孔的闸门受到水的压力: F=pS=3×105Pa×63m2=1.89×107N。 故答案为:1.89×107。 8.(2018·龙东)如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,则p1 p2,F1 F2。(选填:“大于”、“小于”或“等于”) 【答案】小于;大于。 【解析】(1)由于瓶子放在水平桌面上,则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G, 所以,倒置后容器对桌面的压力不变,而受力面积减小, 由p=得:倒置后对桌面的压强变大,即:p1<p2; (2)正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力; 倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;因此即F1>F2。 故答案为:小于;大于。 9.(2020·咸宁)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作: (1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母)。 A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装 (2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ,因此拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”); (3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 (选填“上移”或“下移”) (4)红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 (多选); A.右侧待测液体到容器底的深度h1; B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2; C.左侧水到容器底的深度h3; D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4; 根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= (用题中字母和ρ水表示)。 【答案】(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)BD;×ρ水。 【解析】(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;选B; (2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状; (3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同; 保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移; (4)①在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即ρ水gh4=ρ液gh2; ρ液=×ρ水,故需要测量的物理量是: 右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,左侧水到橡皮膜中心的深度h4; 选BD; ②液体的密度的表达式:ρ液=×ρ水。 故答案为:(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)BD;×ρ水。 10.(2020•绥化)某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。 (1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 。 (2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”) (3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。 (4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 右 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”) 【答案】(1)相同;(2)高度差;不漏气;(3)600;深度;(7)右。 【解析】(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,根据连通器原理,U形管两侧液面高度相同; (2)根据转换法,图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气; (3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa; 继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关; (4)在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,根据p=ρgh,右侧液体的密度较大。 故答案为:(1)相同;(2)高度差;不漏气;(3)600;深度;(7)右。 11.(2020·新疆)如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11 m,筒内深度为0.10 m。笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102 Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103 Pa。求: (1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强; (2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比; (3)青花瓷笔筒材质的密度。 【答案】(1) 1×103 Pa;(2) 5∶1;(3) 2.7×103 kg/m3。 【解析】(1)因为笔筒中水的深度为0.1m,故加强为: (2)由题知,两次压力相等,都等于笔筒的重力,故有: 所以, 解得: (3)笔筒的质量为: 体积为: 密度为: 答:(1)水对笔筒底部产生的压强为1×103Pa;(2)笔筒与桌面的接触面积之比为5:1;(3)青花瓷笔筒材料的密度为2.7×103kg/m3。- 配套讲稿:
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- 2020 2021 学年 年级 物理 下册 8.2 液体 内部 压强 讲义 北师大
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