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第2节　液体的压强
填　核心知识
知识点一　探究液体压强与哪些因素有关
【探究准备】
1.由于液体受 ,对容器底部有压强。
2.由于液体具有 ,液体内部向各个方向都有压强。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验装置
U形管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)原理:U形管左右两侧 反映了橡皮膜处所受压强大小。
2.制订实验方案
(1)检查装置的气密性:按压橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,则说明装置的气密性良好,不漏气。
(2)液体压强大小的显示:通过 来反映,这里应用了 法。
(3)控制变量法——只改变一个可能的影响因素:
①改变方向:转动探头,改变其朝向。
②改变深度:逐渐增大探头在水中的深度。
③改变液体密度:向清水中加盐,形成盐水。
【进行实验与收集证据】
(一)探究液体内部压强与方向的关系
1.操作:如图甲、乙、丙所示,保持探头在水中的 不变,改变探头的方向,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:U形管两侧液面的高度差 。
(二)探究液体内部压强与深度的关系
1.操作:如图丙、丁所示,保持探头在水中的 不变,逐渐增大探头在水中的深度,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:U形管两侧液面的高度差 。
(三)探究液体内部压强与液体密度的关系
1.操作:如图丁、戊所示,将探头浸在清水和盐水中的同一深度处,且探头的朝向一致,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:探头在盐水中时,U形管两侧液面的高度差 。
【分析与论证】
1.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 。
2.深度越大,压强 。
3.在深度相同时,液体的密度越大,压强 。
【交流与评估】
1.使用前,U形管压强计两侧液面不相平应如何调节
2.怎样探究液体压强与容器的形状是否有关
操作: 。
结论:如果 ,说明液体压强与容器形状有关。
[温馨提示]→操作注意事项
(1)探究过程中,应使探头缓慢地转动或下沉。
(2)为便于观察现象,可在U形管中滴加红色墨水。
知识点二　知道液体压强的大小
1.液体压强的大小只与液体的 和 有关。
2.计算公式: 。
知识点三　了解连通器
1.定义:上端 、下端 的容器。
2.特点:如果连通器内装有相同的液体,液体 时,连通器各部分容器中液面的高度总是 。
3.应用: 、排水管的U形“反水弯”、锅炉水位计、 等。
破　解题技法
类型一　探究液体压强与哪些因素有关
【典题1】小金同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
【实验装置】
(1)图中U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的。若金属探头未浸入液体时就已经发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,为保证压强计正常使用,你的操作方法是 ;(选填字母)
A.将右侧管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(2)实验前,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 (选填“好”或“差”);
【实验过程】
(3)重新调节好压强计后,小金把探头分别浸入到图甲、丙两种液体中的相同深度处,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图丙的大,由此他判断两种液体中密度较大的是图 中的液体;
(4)比较图丙和图 ,得出探头浸入同种液体中的深度越深,U形管两边液柱高度差就越 ,表示液体在此处的压强就越 ;
(5)小金发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明 ;
【实验延伸】
(6)如图,A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
【实验创新】
(7)实验后,小金又自制如图A装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 (选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图B所示,则此液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
类型二　液体压强的计算
解题基石
1.计算液体对容器底的压力和压强:先根据p=ρgh计算压强,再根据F=pS计算压力。
2.计算容器对桌面的压力和压强:先根据F=G容+G液计算压力,再根据p=计算压强。
【典题2】如图所示,放于水平桌面的容器中装有水,有关尺寸如图所示,其中容器的底面积为0.01 m2,容器的质量为500 g,容器中的水质量为2 kg(水的密度为ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg),求:
(1)A点处水的压强是多大
(2)该容器底部所受到的水的压力是多大
(3)容器对水平桌面的压强是多大
【思维关键点】找到自由液面确定A点和容器底深度“h”,容器对桌面压强要先确定压力。
类型三　连通器
解题基石
连通器液面相平的原因
如图所示:静止的液片受平衡力→压力F左=F右→压强p左=p右→由p=ρ液gh知
h左=h右
【典题3】如图所示,A、B为两容器,用一带阀门的管子相连,装有同种液体,液面相平,则a、b两处的压强pa (选填“>”“<”或“=”)pb。当阀门打开时,液体 (选填“流动”或“不流动”)。如果A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体 (选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”)。
易错警示
(1)连通器液面相平的条件:装同种液体且液体不流动。
(2)连通器中若装有不同种类的液体,液体静止时各部分中的液面高度不同。第2节　液体的压强
填　核心知识
知识点一　探究液体压强与哪些因素有关
【探究准备】
1.由于液体受　重力　,对容器底部有压强。
2.由于液体具有　流动性　,液体内部向各个方向都有压强。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验装置
U形管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)原理:U形管左右两侧　液面高度差　反映了橡皮膜处所受压强大小。
2.制订实验方案
(1)检查装置的气密性:按压橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,则说明装置的气密性良好,不漏气。
(2)液体压强大小的显示:通过　U形管两侧液面的高度差　来反映,这里应用了　转换　法。
(3)控制变量法——只改变一个可能的影响因素:
①改变方向:转动探头,改变其朝向。
②改变深度:逐渐增大探头在水中的深度。
③改变液体密度:向清水中加盐,形成盐水。
【进行实验与收集证据】
(一)探究液体内部压强与方向的关系
1.操作:如图甲、乙、丙所示,保持探头在水中的　深度　不变,改变探头的方向,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:U形管两侧液面的高度差　不变　。
(二)探究液体内部压强与深度的关系
1.操作:如图丙、丁所示,保持探头在水中的　方向　不变,逐渐增大探头在水中的深度,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:U形管两侧液面的高度差　变大　。
(三)探究液体内部压强与液体密度的关系
1.操作:如图丁、戊所示,将探头浸在清水和盐水中的同一深度处,且探头的朝向一致,观察U形管两侧液面的高度差。
2.现象:探头在盐水中时,U形管两侧液面的高度差　较大　。
【分析与论证】
1.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强　相等　。
2.深度越大,压强　越大　。
3.在深度相同时,液体的密度越大,压强　越大　。
【交流与评估】
1.使用前,U形管压强计两侧液面不相平应如何调节
答:取下橡皮管重新安装。
2.怎样探究液体压强与容器的形状是否有关
操作:　用形状不同的容器盛水,保持金属盒在不同容器中的深度不变,观察U形管两管中液面的高度差是否相同　。
结论:如果　观察到U形管两侧的液面高度差不同　,说明液体压强与容器形状有关。
[温馨提示]→操作注意事项
(1)探究过程中,应使探头缓慢地转动或下沉。
(2)为便于观察现象,可在U形管中滴加红色墨水。
知识点二　知道液体压强的大小
1.液体压强的大小只与液体的　密度　和　深度　有关。
2.计算公式:　p=ρgh　。
知识点三　了解连通器
1.定义:上端　开口　、下端　连通　的容器。
2.特点:如果连通器内装有相同的液体,液体　不流动　时,连通器各部分容器中液面的高度总是　相同　。
3.应用:　水壶　、排水管的U形“反水弯”、锅炉水位计、　船闸　等。
破　解题技法
类型一　探究液体压强与哪些因素有关
【典题1】小金同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
【实验装置】
(1)图中U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用　薄　(选填“薄”或“厚”)一些的。若金属探头未浸入液体时就已经发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,为保证压强计正常使用,你的操作方法是　B　;(选填字母)
A.将右侧管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(2)实验前,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性　差　(选填“好”或“差”);
【实验过程】
(3)重新调节好压强计后,小金把探头分别浸入到图甲、丙两种液体中的相同深度处,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图丙的大,由此他判断两种液体中密度较大的是图　甲　中的液体;
(4)比较图丙和图　乙　,得出探头浸入同种液体中的深度越深,U形管两边液柱高度差就越　大　,表示液体在此处的压强就越　大　;
(5)小金发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明　在同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强相等　;
【实验延伸】
(6)如图,A、B、C三点受到液体压强最大的是　C　点。
【实验创新】
(7)实验后,小金又自制如图A装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器　侧壁　(选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图B所示,则此液体密度　小于　(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
类型二　液体压强的计算
解题基石
1.计算液体对容器底的压力和压强:先根据p=ρgh计算压强,再根据F=pS计算压力。
2.计算容器对桌面的压力和压强:先根据F=G容+G液计算压力,再根据p=计算压强。
【典题2】如图所示,放于水平桌面的容器中装有水,有关尺寸如图所示,其中容器的底面积为0.01 m2,容器的质量为500 g,容器中的水质量为2 kg(水的密度为ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg),求:
(1)A点处水的压强是多大
(2)该容器底部所受到的水的压力是多大
(3)容器对水平桌面的压强是多大
【思维关键点】找到自由液面确定A点和容器底深度“h”,容器对桌面压强要先确定压力。
解:(1)A点处的深度为
hA=20 cm=0.2 m,
A点处的压强为
pA=ρ水ghA=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
(2)水到容器底部的总深度为
h=20 cm+10 cm=30 cm=0.3 m,
该容器底部所受到的压强为
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa,
该容器底部所受到的压力为
F=pS=3×103 Pa×0.01 m2=30 N。
(3)容器对水平桌面的压力为
F'=G=mg=(m容器+m水)g=(0.5 kg+2 kg)×10 N/kg=25 N,
容器对水平桌面的压强为
p'===2 500 Pa。
易错警示
液体压强公式p=ρgh中的h指的是液体内部某点到自由液面的竖直距离,而不是到容器底的距离(如图)。
类型三　连通器
解题基石
连通器液面相平的原因
如图所示:静止的液片受平衡力→压力F左=F右→压强p左=p右→由p=ρ液gh知
h左=h右
【典题3】如图所示,A、B为两容器,用一带阀门的管子相连,装有同种液体,液面相平,则a、b两处的压强pa　>　(选填“>”“<”或“=”)pb。当阀门打开时,液体　不流动　(选填“流动”或“不流动”)。如果A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体　从A流向B　(选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”)。
易错警示
(1)连通器液面相平的条件:装同种液体且液体不流动。
(2)连通器中若装有不同种类的液体,液体静止时各部分中的液面高度不同。

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