1.4水的压强(2)
一、水的压强
(1)实验操作及现象:
①如右图(左)所示,将水注入管内至约1/3处,观察蒙在下端管口的橡皮膜有
什么变化?再注入水,橡皮膜又有什么变化?
现象:蒙在管子下端口的橡皮膜向外鼓起。再将水注入,橡皮膜会向外继续鼓起。
②如右图(右)所示,将水注入管内至约1/3处,蒙在侧壁出口的橡皮膜有什么
变化?再将更多的水注入管内 ,橡皮膜有什么变化?
现象:蒙在侧壁出水口的橡皮膜向外鼓起。再将水注入管内,橡皮膜继续向外鼓起。
大量实验表明,水和其他液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,深度越大,
压强越大,
水不但对容器的底部和侧壁会产生压强,水的内部也存在压强。当你去游泳,水的压强会使你感到胸闷。前面所讲的约翰·墨累实验中,正是水产生的巨大压强,才将放入其内的玻璃管压成了粉末。那么水内部的压强有什么特点呢?
二、水的内部的压强
(1)探究水内部压强的特点
猜想:水内部的压强的大小可能与水的深度有关
(2)观察压强计的结构
用大拇指压一下金属盒上的橡皮膜,看U形管这左、右两液面的位置有什么变
化。手指加重压橡皮膜,看看U形管左右两液面的位置又有什么变化。
U形管压强计是专门来研究液体压强的仪器(它的工作原理是当橡皮膜受到的
压强越大,U型管两边的高度差越大),如图所示,压强计的金属放入水中一定深度,
根据U形管两边水面的高度面,可知液体的压强为多大.
(3)设计实验方案
当一个物理量与多个因素有关时,常常设定其他因素不变,使其中一个因素变化来研究该物理量的变 化情况,从而逐一探索出该物理量与所有因素有关系,这种研究问题的方法叫做控制变量法,仿照此法可 设计方案:
①控制深度不变,探索压强大小与方向的关系:将橡皮膜保持在同一深度,朝着不同的方向,U形管的高度差是否相同?
②控制深度不变,探究压强大小与液体密度关系:用水和盐水做实验的U形管两管液面的高度差有什么区别?
③使用同一种液体,探究压强大小与液体深度的关系:橡皮膜在3cm、6cm、9cm处时,U形管的高度差有什么不同?
(4)现象
①用大拇指压一下金属盒上的橡皮膜,U形管左边液面下降,右边液面上升。手指加重压橡皮膜,U形管左右两液面高度差增大。
②橡皮膜保持在同一深度,朝着不同的方向,U形管左右两端高度差相等。
③橡皮膜在3cm、6cm、9cm处时,U形管两端高度差逐渐增大
④在同一深度,橡皮膜放在盐水中时U形管两管液面的高度差较大。
(5)结论:
A、一切液体内部都存在着压强,
B、液体的压强随深度的增加而增大;
C、在同一深度,液体向各个方向的压强相等.
D、进一步研究发现液体的压强还跟液体的密度有关,不同液体深度相同处,密度越大,压强越大。
由水的压强的特点可知,液体压强的计算公式为: P=ρgh推导过程:P= F/S=G/S=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρg h
3、正确理解液体压强规律
(1)液体受重力作用,所以液体对容器底有压强;液体具有流动性,所以液体对容器侧壁有压强。
(2)液体内部向各个方向都有压强。在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;液体的压强随深度的增加而增大。
(3)液体的压强与深度和密度有关。
(4)液体压强与液体的质量,体积,容器的形状没有关系。
总结:液体压强的特点有:对容器侧壁和底部都有压强,且随深度的增加而增大;液体内部向各个方向都有压强;并在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体深度相同处的压强还跟密度有关,密度越大,压强越大。
【思考】三个分别用铜、铁、铝、制成正方形,它们的质量相同,把它们放在桌面上,则对桌面产生的压强大小的关系是?
【习题精选】
1. (2012•株洲)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同
的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.条件不足,无法判断
2. (2012•成都)下列说法正确的是( )
A.液体内部没有压强 B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部同一深度处,各个方向压强相等 D.液体压强与深度有关,跟液体密度无关
3. (2011•湘西州)如图,在甲乙两个容器中盛有体积相同的水,哪个容器底受到
的压强大?( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法判断
4. (2011•泉州)在圆筒的不同高处开三个小孔,当筒里灌满
水时,各孔喷出水的情况如图所示,这表明液体压强( )
A.与深度有关 B.与密度有关
C.与液柱粗细有关 D.与容器形状有关
5. (2010•龙岩)如图所示,在侧壁有四个小孔的玻璃管中倒入足量的水,水将从小孔
a、b、c、d中喷出,则喷得最远的水流来自小孔( )
A.a B.b C.c D.d
6. 关于图中a,b,c三点压强的说法中,正确的是( )
A.a点向下的压强比b点向上的压强大 B.a,b两点的压强相等
C.b点压强比c点压强小 D.b,c两点的压强相等
7. 静止液体内部某点的压强,与下面哪个因素有关( )
A.全部液体的重力 B.液体的体积 C.容器底面积的大小 D.液体的密度
8. 一只可口可乐瓶,其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精,如图
所示.把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a、b两个小孔上的塞子,则( )
A.a、b两个小孔均有水流入 B.a、b两个小孔均有酒精流出
C.酒精从a小孔流出,水从b小孔流入 D.水从a小孔流人,酒精从b小孔流出
9. 一个圆柱形玻璃管,两端扎上橡皮膜,竖直放入水中,如图所示,则( )
A.两端橡皮膜都是平整的
B.两端橡皮膜都向外凸,下端橡皮膜凸出得更多
C.两端橡皮膜都向内凹,下端橡皮膜凹进得更多
D.上端橡皮膜向外凸,下端橡皮膜向内凹
10. 如图上小下大的台形容器,装有一定量的水银.当水银受热膨胀时,若不计容
器的热膨胀,水银对容器底部的压强将如何变化( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.都有可能
11. 游泳的人潜入水中后,由于水对耳膜的压强作用,耳朵会有胀痛的感觉,下列说法正确的是( )
A.潜入水中越深,胀痛的越厉害
B.在同一深度,耳朵向着水面下,比向着水面上,胀痛的感觉要好一些
C.在水中身体竖直向上时,左右耳朵都不感觉胀痛,因为两侧的压强都抵消了
D.以上说法都不正确
12. 一未装满橙汁的密闭杯子,先倒立放在桌面上(如图A),然后反过来正立在
桌面上(如图B),则水对容器内底面的作用情况是( )
A.压强增大,压力减小 B.压强减小,压力减小
C.压强增大,压力增大 D.压强减小,压力增大
13. 如图所示,甲、乙两个粗细不同的饮水桶,装有同体积的水,其底部装有
口径相同的阀门,当两阀门同时开启后( )
A.甲、乙同时流完 B.甲先流完
C.乙先流完 D.无法确定
14. 找一个空的小玻璃药瓶,在瓶口上绷扎橡皮膜,然后竖直地浸入盛有水的
大玻璃杯中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,如图所示.看到的现象是:瓶口
朝上时(图左),橡皮膜往下凹;瓶口朝下时(图右),橡皮膜往上凹;两种情况相
比较,瓶口朝下时橡皮膜凹得更明显.由此可知下列说法中不正确的是( )
A.液体对浸在其中的物体会产生向下的压强,也会产生向上的压强
B.深度越深,液体产生的压强越大
C.瓶口朝上时,水对橡皮膜有压强,橡皮膜对水没有压强;瓶口朝下时,橡皮膜对水有压强,水对橡皮膜没有压强
D.以上说法都不正确
15. 玛里亚那海沟是世界上最深的地方,请你想象一下,下列现象在那儿可能发生的是( )
A.可以直接呼吸 B.可以将空金属盒压扁C.舰艇外壳可以做得薄些 D.可以在水中自由游动
16. 如图,A、B两个完全相同的试管中装入等质量的不同液体后,情况如图
所示,则试管底部所受的压强关系是( )
A.PA大于PB B.PA小于PB C.PA等于PB D.无法确定
17. 有一个上粗下细的筒,下端用一薄片盖住后浸入水中(不计薄片重),薄片
因受水的压力而不下落,如图所示.这时向筒内轻轻注入150cm3水后,恰能
使薄片下落,那么下列做法中薄片不会下落的是( )
A.往筒内轻轻注入150 cm3水银
B.往筒内轻轻注入150 cm3酒精
C.往筒内轻轻注入150 cm3海水
D.往筒内轻轻注入150 cm3盐水
18. 下列说法中不正确的是( )
A.人在水中潜水时,越往下潜,水对人的压强不变
B.用吸管吸瓶中的饮料,是利用了大气压强
C.游泳时,人划水身体就能往前游,是因为力的作用是相互的
D.把糖块投入一杯开水中,过一会儿整杯水都变甜了,说明分子不停地做无规则运动
19. 如图所示,甲、乙、丙三个容器底面积相同,放在水平面上,容
器装有同种液体,且液面相平,则液体对容器底的压强关系是( )
A.p甲=p乙=p丙 B.p甲>p乙>p丙 C.p甲<p乙<p丙 D.无法确定
20. 如图是用来研究液体内部压强的仪器.当探头的薄膜浸入水中10cm的深度时,下列做法能使压强计U形管两边的液面高度差减小的是( )
A.将压强计的探头向上移动一段距离
B.将压强计的探头在原处转动180°
C.将压强计的探头向下移动一段距离
D.将压强计的探头改放在同样深度的盐水中
21. 在玻璃管一端扎上橡皮膜,然后将玻璃管开口向上,橡皮膜向下竖直插入水中,在逐渐向下插的过程中,橡皮膜将( )
A.逐渐下凸 B.逐渐上凸 C.保持不变 D.无法判断
22. 通过学习,同学们知道了液体压强的特点.在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图甲所示的情景.出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”):调节的方法是.
A. 将此时右边支管中高出的液体倒出 B. 取下软管重新安装
(2)小明再作图乙所示的检查.当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变化.出现这种情况的原因是:.
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图丙和丁所示.他发现丁中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图丁杯子中盛的是盐水.
①你认为,小明的结论是 (选填“可靠的”或“不可靠的”);
②简要说明理由: .
23. 河面结冰后,冰面能承受的最大压强为4×104帕,质量为60千克的学生想携带货物通过水面,他每只脚与冰面的接触面积是175厘米2,如果他要安全通过冰面,最多能携带多少千克的货物?(g取10牛/千克)
24.A、B立方体,A边长为1分米,重分别为50牛和100牛,如图1—10甲、乙放置在水平桌面上,问
(1)甲、乙图中桌面受到的压力之比F甲:F乙多大?
(2)图甲A受到的压强p甲多大?
(3)若图乙桌面受到的压强p乙=3750帕,B边长多大?
1.4水的压强(2)
一、水的压强
(1)实验操作及现象:
①如右图(左)所示,将水注入管内至约1/3处,观察蒙在下端管口的橡皮膜有
什么变化?再注入水,橡皮膜又有什么变化?
现象:蒙在管子下端口的橡皮膜向外鼓起。再将水注入,橡皮膜会向外继续鼓起。
②如右图(右)所示,将水注入管内至约1/3处,蒙在侧壁出口的橡皮膜有什么
变化?再将更多的水注入管内 ,橡皮膜有什么变化?
现象:蒙在侧壁出水口的橡皮膜向外鼓起。再将水注入管内,橡皮膜继续向外鼓起。
大量实验表明,水和其他液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,深度越大,
压强越大,
水不但对容器的底部和侧壁会产生压强,水的内部也存在压强。当你去游泳,水的压强会使你感到胸闷。前面所讲的约翰·墨累实验中,正是水产生的巨大压强,才将放入其内的玻璃管压成了粉末。那么水内部的压强有什么特点呢?
二、水的内部的压强
(1)探究水内部压强的特点
猜想:水内部的压强的大小可能与水的深度有关
(2)观察压强计的结构
用大拇指压一下金属盒上的橡皮膜,看U形管这左、右两液面的位置有什么变
化。手指加重压橡皮膜,看看U形管左右两液面的位置又有什么变化。
U形管压强计是专门来研究液体压强的仪器(它的工作原理是当橡皮膜受到的
压强越大,U型管两边的高度差越大),如图所示,压强计的金属放入水中一定深度,
根据U形管两边水面的高度面,可知液体的压强为多大.
(3)设计实验方案
当一个物理量与多个因素有关时,常常设定其他因素不变,使其中一个因素变化来研究该物理量的变 化情况,从而逐一探索出该物理量与所有因素有关系,这种研究问题的方法叫做控制变量法,仿照此法可 设计方案:
①控制深度不变,探索压强大小与方向的关系:将橡皮膜保持在同一深度,朝着不同的方向,U形管的高度差是否相同?
②控制深度不变,探究压强大小与液体密度关系:用水和盐水做实验的U形管两管液面的高度差有什么区别?
③使用同一种液体,探究压强大小与液体深度的关系:橡皮膜在3cm、6cm、9cm处时,U形管的高度差有什么不同?
(4)现象
①用大拇指压一下金属盒上的橡皮膜,U形管左边液面下降,右边液面上升。手指加重压橡皮膜,U形管左右两液面高度差增大。
②橡皮膜保持在同一深度,朝着不同的方向,U形管左右两端高度差相等。
③橡皮膜在3cm、6cm、9cm处时,U形管两端高度差逐渐增大
④在同一深度,橡皮膜放在盐水中时U形管两管液面的高度差较大。
(5)结论:
A、一切液体内部都存在着压强,
B、液体的压强随深度的增加而增大;
C、在同一深度,液体向各个方向的压强相等.
D、进一步研究发现液体的压强还跟液体的密度有关,不同液体深度相同处,密度越大,压强越大。
由水的压强的特点可知,液体压强的计算公式为: P=ρgh推导过程:P= F/S=G/S=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρg h
3、正确理解液体压强规律
(1)液体受重力作用,所以液体对容器底有压强;液体具有流动性,所以液体对容器侧壁有压强。
(2)液体内部向各个方向都有压强。在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;液体的压强随深度的增加而增大。
(3)液体的压强与深度和密度有关。
(4)液体压强与液体的质量,体积,容器的形状没有关系。
总结:液体压强的特点有:对容器侧壁和底部都有压强,且随深度的增加而增大;液体内部向各个方向都有压强;并在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体深度相同处的压强还跟密度有关,密度越大,压强越大。
【思考】三个分别用铜、铁、铝、制成正方形,它们的质量相同,把它们放在桌面上,则对桌面产生的压强大小的关系是?
【习题精选】
1. (2012•株洲)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同
的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.条件不足,无法判断
2. (2012•成都)下列说法正确的是( )
A.液体内部没有压强 B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部同一深度处,各个方向压强相等 D.液体压强与深度有关,跟液体密度无关
3. (2011•湘西州)如图,在甲乙两个容器中盛有体积相同的水,哪个容器底受到
的压强大?( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法判断
4. (2011•泉州)在圆筒的不同高处开三个小孔,当筒里灌满
水时,各孔喷出水的情况如图所示,这表明液体压强( )
A.与深度有关 B.与密度有关
C.与液柱粗细有关 D.与容器形状有关
5. (2010•龙岩)如图所示,在侧壁有四个小孔的玻璃管中倒入足量的水,水将从小孔
a、b、c、d中喷出,则喷得最远的水流来自小孔( )
A.a B.b C.c D.d
6. 关于图中a,b,c三点压强的说法中,正确的是( )
A.a点向下的压强比b点向上的压强大 B.a,b两点的压强相等
C.b点压强比c点压强小 D.b,c两点的压强相等
7. 静止液体内部某点的压强,与下面哪个因素有关( )
A.全部液体的重力 B.液体的体积 C.容器底面积的大小 D.液体的密度
8. 一只可口可乐瓶,其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精,如图
所示.把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a、b两个小孔上的塞子,则( )
A.a、b两个小孔均有水流入 B.a、b两个小孔均有酒精流出
C.酒精从a小孔流出,水从b小孔流入 D.水从a小孔流人,酒精从b小孔流出
9. 一个圆柱形玻璃管,两端扎上橡皮膜,竖直放入水中,如图所示,则( )
A.两端橡皮膜都是平整的
B.两端橡皮膜都向外凸,下端橡皮膜凸出得更多
C.两端橡皮膜都向内凹,下端橡皮膜凹进得更多
D.上端橡皮膜向外凸,下端橡皮膜向内凹
10. 如图上小下大的台形容器,装有一定量的水银.当水银受热膨胀时,若不计容
器的热膨胀,水银对容器底部的压强将如何变化( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.都有可能
11. 游泳的人潜入水中后,由于水对耳膜的压强作用,耳朵会有胀痛的感觉,下列说法正确的是( )
A.潜入水中越深,胀痛的越厉害
B.在同一深度,耳朵向着水面下,比向着水面上,胀痛的感觉要好一些
C.在水中身体竖直向上时,左右耳朵都不感觉胀痛,因为两侧的压强都抵消了
D.以上说法都不正确
12. 一未装满橙汁的密闭杯子,先倒立放在桌面上(如图A),然后反过来正立在
桌面上(如图B),则水对容器内底面的作用情况是( )
A.压强增大,压力减小 B.压强减小,压力减小
C.压强增大,压力增大 D.压强减小,压力增大
13. 如图所示,甲、乙两个粗细不同的饮水桶,装有同体积的水,其底部装有
口径相同的阀门,当两阀门同时开启后( )
A.甲、乙同时流完 B.甲先流完
C.乙先流完 D.无法确定
14. 找一个空的小玻璃药瓶,在瓶口上绷扎橡皮膜,然后竖直地浸入盛有水的
大玻璃杯中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,如图所示.看到的现象是:瓶口
朝上时(图左),橡皮膜往下凹;瓶口朝下时(图右),橡皮膜往上凹;两种情况相
比较,瓶口朝下时橡皮膜凹得更明显.由此可知下列说法中不正确的是( )
A.液体对浸在其中的物体会产生向下的压强,也会产生向上的压强
B.深度越深,液体产生的压强越大
C.瓶口朝上时,水对橡皮膜有压强,橡皮膜对水没有压强;瓶口朝下时,橡皮膜对水有压强,水对橡皮膜没有压强
D.以上说法都不正确
15. 玛里亚那海沟是世界上最深的地方,请你想象一下,下列现象在那儿可能发生的是( )
A.可以直接呼吸 B.可以将空金属盒压扁C.舰艇外壳可以做得薄些 D.可以在水中自由游动
16. 如图,A、B两个完全相同的试管中装入等质量的不同液体后,情况如图
所示,则试管底部所受的压强关系是( )
A.PA大于PB B.PA小于PB C.PA等于PB D.无法确定
17. 有一个上粗下细的筒,下端用一薄片盖住后浸入水中(不计薄片重),薄片
因受水的压力而不下落,如图所示.这时向筒内轻轻注入150cm3水后,恰能
使薄片下落,那么下列做法中薄片不会下落的是( )
A.往筒内轻轻注入150 cm3水银
B.往筒内轻轻注入150 cm3酒精
C.往筒内轻轻注入150 cm3海水
D.往筒内轻轻注入150 cm3盐水
18. 下列说法中不正确的是( )
A.人在水中潜水时,越往下潜,水对人的压强不变
B.用吸管吸瓶中的饮料,是利用了大气压强
C.游泳时,人划水身体就能往前游,是因为力的作用是相互的
D.把糖块投入一杯开水中,过一会儿整杯水都变甜了,说明分子不停地做无规则运动
19. 如图所示,甲、乙、丙三个容器底面积相同,放在水平面上,容
器装有同种液体,且液面相平,则液体对容器底的压强关系是( )
A.p甲=p乙=p丙 B.p甲>p乙>p丙 C.p甲<p乙<p丙 D.无法确定
20. 如图是用来研究液体内部压强的仪器.当探头的薄膜浸入水中10cm的深度时,下列做法能使压强计U形管两边的液面高度差减小的是( )
A.将压强计的探头向上移动一段距离
B.将压强计的探头在原处转动180°
C.将压强计的探头向下移动一段距离
D.将压强计的探头改放在同样深度的盐水中
21. 在玻璃管一端扎上橡皮膜,然后将玻璃管开口向上,橡皮膜向下竖直插入水中,在逐渐向下插的过程中,橡皮膜将( )
A.逐渐下凸 B.逐渐上凸 C.保持不变 D.无法判断
22. 通过学习,同学们知道了液体压强的特点.在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图甲所示的情景.出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”):调节的方法是.
A. 将此时右边支管中高出的液体倒出 B. 取下软管重新安装
(2)小明再作图乙所示的检查.当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变化.出现这种情况的原因是:.
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图丙和丁所示.他发现丁中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图丁杯子中盛的是盐水.
①你认为,小明的结论是 (选填“可靠的”或“不可靠的”);
②简要说明理由: .
23. 河面结冰后,冰面能承受的最大压强为4×104帕,质量为60千克的学生想携带货物通过水面,他每只脚与冰面的接触面积是175厘米2,如果他要安全通过冰面,最多能携带多少千克的货物?(g取10牛/千克)
24.A、B立方体,A边长为1分米,重分别为50牛和100牛,如图1—10甲、乙放置在水平桌面上,问
(1)甲、乙图中桌面受到的压力之比F甲:F乙多大?
(2)图甲A受到的压强p甲多大?
(3)若图乙桌面受到的压强p乙=3750帕,B边长多大?