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第11课时　
液体压强
一、液体压强
1．产生原因：由于液体受 的作用，所以对容器底有压强；又由于液体具有 ，所以液体对容器壁也有压强．
2．液体压强特点：在液体内部的同一深度处，液体向各个方向的 相等；同种液体，深度增大时，液体压强 ；液体内部向各个方向都有压强；在深度相同时，液体的密度越大，压强 ．
重力
流动性
相等
增大
越大
3．公式：p＝ ．公式变形h＝ ，ρ＝ (单位：p—Pa，ρ—kg/m3，h—m)．液体压力F＝pS.公式p＝ρgh中的h表示液体的深度，而不是高度．深度是指液体的液面到计算压强的那个点之间的距离．如图所示，A、B、C三点的深度分别为：hA＝ cm，hB＝ cm，hC＝ cm.
ρgh
30
40
50
4．液体压力与重力的关系
液体对容器底的压力F＝pS＝ρghS(底面S竖直向上部分液体的重力)．
液体受到的重力G＝mg＝ρVg(等于全部液体的重力)．
(1)图甲：因为容器是柱体，所以F＝G；
(2)图乙：F＜G，相当于侧壁承担了部分液体的重力；
(3)图丙：F＞G，相当于侧壁对液体有斜向下的压力，导致容器底部所受的压力大于液体的重力．
＜
＞
二、连通器
5．定义：上端开口、下端连通的容器叫连通器．
6．特点：当连通器中装相同液体且连通器中的液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是 的．
7．应用：茶壶、锅炉水位计、船闸、排水管的U形“反水弯”、地漏等．
相同
1．(物理与工程实践)三峡船闸是目前世界上最大的人造连通器．如图是轮船通过船闸的示意图．此时上游阀门A打开，下游阀门B关闭．下列说法正确的是( )
A．闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A两侧的压力相等
B．闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C．闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D．闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B两侧的压力相等
A
2．工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状，原因是 ；三峡水电站的水库大坝高185 m，当水库水位为175 m时，坝底受到水的压强是
；三峡大坝上、下游的水位差最高可达113 m，使船只顺利通行的途径就是修建 ，它利用的是 原理．(g取10 N/kg)
越往深处水的压强越大
1.75×106Pa
船闸
连通器
液体压强特点(10年2考)
1．(2022春·海陵区期末)将瓶口扎紧橡皮膜的空塑料瓶竖直浸没在水中，两次放在水中时的位置相同，如图所示．关于橡皮膜的形变，判断正确的是( )
A．甲图向内凹、乙图向外凸，且形变程度相同
B．两次都向内凹，且形变程度相同
C．甲图向内凹、乙图向外凸，但乙图形变程度更大
D．两次都向内凹，但乙图形变程度更大
D
液体内部向各个方向都有压强，同一液体的同一深度，液体向各个方向的压强相等，液体压强随深度的增加而增大．
方法点拨
液体压强的相关计算(10年2考)
2．(2022·南京模拟)如图所示，两端开口的U形玻璃管装有一定量的水，底部是一个阀门，两管的横截面积相等，当阀门关闭时，左、右两管中水面的高度分别为10 cm和20 cm，玻璃管底部A点的液体压强为 Pa.现将阀门打开，待水静止后，A点的液体压强为 Pa.(g取10 N/kg)
1000
1500
3．(2022·邵阳模拟)如图所示，铁桶重为30 N，桶的底面积为100 cm2，往桶里倒入5 kg的水，水深15 cm，平放在水平桌面上，求：(g取10 N/kg)
(1)水对桶底的压强；
(2)水对桶底的压力；
(3)水平桌面受到桶的压强．
水对桶底部的压强和压力：先计算压强p＝ρgh，后计算压力F＝pS.
方法点拨
4．(2022·南京模拟)如图所示的事例中，属于连通器应用的是( )
A．候车时不要越过安全线 B．用水封堵“回水管”
C．用注射器吸取药液 D．用高压锅煮食物
连通器(10年1考)
B
上端开口、底部连通的容器叫做连通器；连通器内装有同种液体，液体静止不流动时，液面高度相同．
方法点拨
液体压强大小的比较
5．(2022春·长汀县校级月考)如图所示，在试管从倾斜放置到竖直放置的过程中，关于水对试管底部压强和压力的变化情况，下列说法正确的是( )
A．压强变小，压力变小 B．压强变大，压力变小
C．压强变大，压力变大 D．压强变小，压力变大
6．(2021春·洛阳期末)如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，此时水对容器底部的压力为F，压强为p.当把容器倒置后放在水平桌面上时，
水对容器底部的压力和压强将( )
A.不变、变大　　　 B．变大、不变
C．变大、变小　　　 D．变小、不变
B
C
7．(2022春·工业园区校级期末)如图所示，密闭的容器中装有一定量的水，静止在水平桌面上，水对容器底的压强为p1，容器对桌面的压强为p1′；若把该容器倒
放在该桌面上，水对容器底的压强为p2，容器对桌面的压强为p2′，则( )
A．p1＜p2，p1′＜p2′ B．p1＜p2，p1′＞p2′
C．p1＞p2，p1′＜p2′ D．p1＞p2，p1′＞p2′
A
(1)影响液体压强的因素是液体的密度和深度，根据p＝ρgh可求压强大小，根据F＝pS可比较压力大小．
(2)容器倒置后，水的深度不变，利用p＝ρgh可得水对容器底部的压强变化；根据
p＝ 的变形式F＝pS可得水对容器底部压力的变化．
方法点拨
(学生必做实验——探究类)(2022版新课标新增)
【实验装置】
【设计和实验】
1．实验器材：烧杯、水、盐水、U形管压强计．
探究液体压强与哪些因素有关
2．实验方法：转换法(根据 来判断液体压强的大小)、控制变量法(①保持探头在液体中深度不变，改变探头方向，探究液体压强与方向的关系；②改变探头在液体中深度，探究液体压强与深度的关系；③同一深度，换用不同的液体，探究液体压强与液体密度的关系；④探究液体压强与容器形状是否有关的操作：控制其他变量均相同，只改变容器形状，观察U形管液面的液面的高度差)．
3．实验过程．
如实验图所示组装好器材，检查装置气密性．如图，把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否存在压强．保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等．增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强与深度有什么关系．换用不同的液体(例如酒精、盐水等)，看看在深度相同时，液体内部的压强是否与液体的密度有关．
U形管两侧液面的高度差
【数据处理和分析】
4．设计实验数据记录表格，分析表格数据，可得出液体内部压强的特点．
【实验结论】
5．液体内部向各个方向都有压强，同一液体在同一深度处向各个方向的压强相等；液体内部的压强大小只与 和 有关；同种液体内部，深度越深，液体压强越大；在同一深度处，液体的 越大，液体压强越大．
液体的密度
液体的深度
密度
【交流与反思】
6．实验前需检查装置 ：用手指压橡皮膜，观察U形管两侧液面是否有高度差．若有，说明装置气密性良好；若无，说明装置漏气，要重新组装．
7．U形管液面调平方法：__________________________．
【实验过关】
例1　如图所示为探究“影响液体内部压强的因素”的实验装置，四幅图中容器中的液面相平．
取下软管，重新安装
气密性
(1)实验前，首先应检查U形管压强计的 是否良好．
(2)在进行(1)中的操作时，发现无论重压还是轻压橡皮膜，U形管两侧的液柱的高度均变化很小，说明该U形管压强计 ．
(3)若在使用压强计前，发现U形管内的水面已有高度差，通过 方法可以进行调节．(填序号)
①从U形管中向外倒出适量的水
②拆除软管重新安装
③向U形管中倒入适量的水
(4)U形管压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强大小的．
气密性
气密性较差
②
两侧液面的高度差
(5)比较图甲和图 ，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的
而增大．
(6)保持金属盒在水中的深度不变，改变它的朝向，如图乙、丙所示，根据实验现象可以初步得出结论 ．
(7)比较图乙和图丁，能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗？ ，理由是 ．
(8)该实验中用到的研究问题的科学方法有 和 ．
(9)若图乙中U形管左侧液柱的高度为4 cm，右侧液柱的高度为7 cm，则U形管底部受到的液体的压强为 Pa.(ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10 N/kg)
乙
增大
在同一液体的同一深度处，液体向各个方向的压强相等
不能
没有控制金属盒在液体中的深度相同
控制变量法
转换法
700
(2019·广东节选)阅读下列短文，回答问题．
可燃冰
可燃冰是一种新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中，如图所示．可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣.1 m3的可燃冰分解后可释放出约0.8 m3的水和164 m3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%～99.9%.
可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0～10 ℃时生成，超过20 ℃便会分解，海底温度一般保持在2～4 ℃左右；其次是高压，可燃冰在0 ℃时，只需海
水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源．在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成．
请回答问题：[1个标准大气压取1×105 Pa，海水的密度取
1×103kg/m3，g取10 N/kg.c水＝4.2×103J/(kg·℃)，甲烷
的热值取4.2×107 J/m3]
若要在0 ℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要 m.
290
(科技前沿)(2020秋·源城区校级期中)阅读材料，回答问题．
反渗透，英文为Reverse Osmosis，它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程．早在1950年，美国科学家DR.S.Sourirajan无意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水，隔了几秒后吐出一小口的海水．他由此而产生疑问：陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐分的海水，那为什么海鸥就可以饮用海水呢？这位科学家把海鸥带回了实验室，经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜，该薄膜构造非常精密．海鸥正是利用了这层薄膜把海水过滤为可饮用的淡水，而含有杂质及高浓缩盐分的海水则被从口中吐出．这就是以后逆渗透法(Reverse Osmosis简称R.O)的基本理论架构．
对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜．当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透．当渗透达到平衡时，浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压．渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关．若在浓溶液一侧施加大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透．反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺
中．反渗透膜的孔径非常小，因此能够有效地去除水中比反渗透膜孔径大的溶解盐类、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等．利用反渗透原理进行水提纯系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点．反渗透膜能截留直径大于0.000 1微米的物质，是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐分及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过，以获得高质量的纯净水．
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)要将自来水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质阻隔，并使之无法通过反渗透膜，从而将可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来，反渗透膜的孔径要达到 以下．
(2)图甲中容器两侧液面在自然状态下，液体的流动方向是： (选填“从纯水到盐水”或“从盐水到纯水”)．
10－4μm
从纯水到盐水
(3)图乙中两侧液体静止达到液透平衡，如果左右容器横截面积均为100 cm2，要实现反渗透，需要在图甲中 (选填“纯水”或“盐水”)液面施加的竖直向下的压力至少为 N.(ρ盐水＝1.03×103kg/m3，g取10 N/kg)
(4)RO反渗透是当前最先进的净水分离技术，请举出一个它在生产生活中的应用：
．
盐水
10.3
海水淡化、净水机、制药等
(1)根据反渗透膜能截留直径大于0.000 1微米的物质即可得知反渗透膜的孔径要达到0.000 1微米以下．
(2)由于图乙中两侧液体静止达到液透平衡，则在图甲中盐水液面上施加与h1深度的盐水产生的压强相等，利用F＝pS即可求出施加的压力．
(3)RO反渗透当前应用于海水淡化、净水机、制药等．
方法点拨

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