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第十讲液体压强
思维导图
知识梳理
1.液体内部压强
(1)液体压强产生的原因:
①液体由于重力的作用,对支撑它的容器底产生压强;若液体处在失重情况下,将无压强可言.
②液体没有固定形状,具有流动性,对阻碍它流动的容器壁产生压强.
③液体内部由于各相邻部分之间的挤压,液体内部向各个方向都有压强.
(2)液体压强的特点和规律:
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不同液体的压强跟它的密度有关.
(3)液体压强的公式:p=pgh,h是从液体的自由表面到所研究的液体内部某点(或面)的高度,即从上向下量的距离,从公式可以看出,液体的压强只跟液体的密度和液体的深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积无关.
(4)液体对容器底的压力与液体重力:
①静止在水平放置的容器中的液体,对容器底的压力不一定等于液体的重力.只有当容器是柱形时,容器底受到的压力才等于液体的重力;底小口大的容器底受到的压力小于液体的重力;底大口小的容器底受到的压力大于液体的重力.液体对容器底的压力F=pS=ρghS,而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积.即V铁=S?,,所以F=pS=pgSh=
②在盛有液体的容器中,液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律;而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律.
2.液体内部压强的测量
测量工具:液体压强计.
传递:帕斯卡原理.
定义式p=F
(1)液体压强公式p=ρ液gh是根据流体的特点,利用定义式p=FS推导出来的,只适用于液体,而
(2)在公式p=F
(3)对于规则的侧壁竖直的容器,底部受到的压强用公式p=F
3.连通器与船闸
(1)连通器:上端开口、下部相连通的容器叫连通器.如果只有一种液体,在液体静止不流动的情况下,连通器的容器中的液面总保持相平.
(2)连通器的应用:
①船闸;
②茶壶、锅炉水位计、过路涵洞、乳牛自动喂水器等.
4.液体流速与压强的关系
在管中流动的液体,横截面积大的地方,流速小;在横截面积小的地方,液体流速大.液体流速越大,压强越小,反之,压强越大.
※伯努利方程:p+12ρv2+ρg?=C,C为常量.该方程说明理想流体在流管中稳定流动时,单位体积的动能
5.帕斯卡定律
帕斯卡定律(Pascalslaw),即帕斯卡原理(Pascalsprinciple)或称静压传递原理.指加在密闭液体任何一
部分上的压强,必然按照其原来的大小由液体向各个方向传递.只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化.这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将同时传到各点.
公式:由p?=p?推导出:F1S1
例题精讲
一、对液体压强的理解
【例题1】如图所示,往上宽下窄的杯子中匀速注水直至注满.下列表示此过程中杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是()
【例题2】在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是()
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙的质量相等,则甲的密度等于乙的密度
C.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
D.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲和乙对容器底部的压力相等
【例题3】如图所示为一个梯形容器的纵截面,两侧壁高度分别为a和b,从开口c处向容器内注满密度为ρ的液体,则容器底部所受液体的压强为()
A.oga+b2
C.pgbD.pga
【例题4】如图所示,指出各图中A、B、C、D四个点的深度.
【变式训练1】如图,甲和乙是底面积相同的容器,其中都装有深度相同的水(不计容器重).
(1)比较水对容器底的压强;
(2)比较水对容器底面的压力;
(3)比较其中所装水的重力;
(4)比较装水容器对桌面的压强
【变式训练2】如图所示,容器底面积为1dm2,容器内装有水,根据图中所给的条件,求容器中A点受到水的压强为Pa;容器底面受到水的压力为N.(g取10N/kg)
【变式训练3】如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致如下列图中的()
二、高度及高度的变化对压强的影响
【例题1】如图所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度??=0.8m;其顶部和底部的面积均为0.1
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