第十六講液體壓強(qiáng)（預(yù)習(xí)篇）（原卷版）目錄新知導(dǎo)航：熟悉課程內(nèi)容、掌握知識(shí)脈絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)：知識(shí)點(diǎn)全面梳理，掌握必備小試牛刀：基礎(chǔ)題+中等難度題，合理應(yīng)用一、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)1.液體內(nèi)部有壓強(qiáng)如圖所示，在一個(gè)兩端開口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在側(cè)壁有開口的玻璃圓筒上扎好橡皮膜，分別逐漸加水并觀察現(xiàn)象。實(shí)例實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二加水前加水后現(xiàn)象橡皮膜向下凸出橡皮膜向外凸出【探究歸納】（1）液體由于受到重力作用，因此對(duì)支撐它的容器底部有壓強(qiáng)；（2）液體由于具有流動(dòng)性，因此對(duì)阻礙它流動(dòng)的容器側(cè)壁有壓強(qiáng)；（3）液體由于流動(dòng)而在內(nèi)部互相擠壓，因此液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。2.U形管壓強(qiáng)計(jì)（1）作用：測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)。（2）構(gòu)造：主要由U形管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜制成）三部分組成（如圖所示）。（3）工作原理：當(dāng)將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入液體內(nèi)部時(shí)，探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會(huì)發(fā)生形變，使U形管兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差。兩側(cè)液面的高度差越大，表明探頭處橡皮膜受到的壓強(qiáng)越大?！锾貏e提醒U形管左右兩側(cè)液面的高度差，只能反映液體內(nèi)部壓強(qiáng)的相對(duì)大小，壓強(qiáng)計(jì)的示數(shù)不等于液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小。3.實(shí)驗(yàn)探究：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與哪些因素有關(guān)圖示控制變量現(xiàn)象分析結(jié)論控制探頭的深度、液體的密度相同，改變壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向U形管兩側(cè)液面的高度差不變，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)不變，說明液體內(nèi)部壓強(qiáng)與方向無關(guān)液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，同種液體在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等控制液體的密度、探頭的方向相同，增大探頭在液體中的深度U形管兩側(cè)液面的高度差變大，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)變大。由于液體的密度、探頭的方向都是相同的，所以壓強(qiáng)變大是深度增加引起的同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大控制探頭的方向、在液體中的深度相同，增大液體的密度U形管兩側(cè)液面的高度差變大，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)變大。由于深度、探頭的方向都是相同的，所以壓強(qiáng)變大是液體密度變大引起的液體在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān)，密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越大【探究歸納】液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)：（1）液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，在同種液體的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；（2）同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大；（3）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。★特別提醒實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查U形管壓強(qiáng)計(jì)是否漏氣，常用方法是用手輕輕按壓橡皮膜，看壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差是否發(fā)生變化。如果發(fā)生變化，說明不漏氣；如果無變化或變化不明顯，說明漏氣?！锓椒记蓪?shí)驗(yàn)中科學(xué)探究方法的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)換法：研究內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律時(shí)，通過壓強(qiáng)計(jì)中U形管兩側(cè)液面的高度差來反映液體壓強(qiáng)的大小。2.控制變量法：（1）控制探頭的深度、液體的密度相同，改變壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向；（2）控制液體的密度、探頭的方向相同，改變探頭的深度；（3）控制探頭在液體中的深度、方向相同，改變液體的密度。二、液體壓強(qiáng)的大小1.液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)計(jì)算液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)時(shí)，可以設(shè)想在液面下深度為h處有一個(gè)水平放置的“平面”，計(jì)算這個(gè)平面上方的液柱對(duì)這個(gè)平面的壓強(qiáng)。設(shè)平面的面積為S，如圖所示：（1）液柱的體積：V=Sh，（2）液柱的質(zhì)量：m=ρV=ρSh；（3）液柱對(duì)水平面的壓力：F=G=mg=ρShg；（4）水平面受到的液柱的壓強(qiáng)：。因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為p=ρgh。由于液體內(nèi)部同一深度向各方向的壓強(qiáng)都相等，所以我們只要算出液體豎直向下的壓強(qiáng)，也就知道了這一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。2.液體壓強(qiáng)公式（1）公式：p=ρgh（2）公式中各字母表示的物理量和單位字母物理量單位p壓強(qiáng)Paρ液體的密度kg/m3g常量N/kgh液體的深度m應(yīng)用公式p=ρgh時(shí)，各個(gè)物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一為國際單位制中的單位。ρ的單位用kg/m3，h的單位用m，計(jì)算出的壓強(qiáng)p的單位才是Pa。3.液體壓強(qiáng)公式的四點(diǎn)理解（1）由公式p=ρgh可知，在g值不變的情況下，液體壓強(qiáng)只與液體密度和深度有關(guān)，與質(zhì)量、體積無關(guān)。（2）液體深度是指液體中被研究的點(diǎn)到液體自由液面的豎直距離。如圖所示，A、B、C、D、E各點(diǎn)的深度分別為：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。（3）公式p=ρgh適用于靜止、均一的液體，不適用于流動(dòng)的液體。（4）均質(zhì)、實(shí)心、豎直的柱狀固體（如長方體、正方體、圓柱體、棱柱體等）對(duì)水平面的壓強(qiáng)p=ρ固gh是求固體壓強(qiáng)的一種特殊情況，而液體壓強(qiáng)公式p=ρgh適用于計(jì)算任何靜止、均一的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)?！練w納總結(jié)】公式與p=ρgh的區(qū)別與聯(lián)系壓強(qiáng)公式液體壓強(qiáng)公式p=ρgh區(qū)別適用范圍適用于所有情況下壓強(qiáng)的計(jì)算用來計(jì)算液體的壓強(qiáng)決定因素壓力和受力面積g值不變時(shí)，取決于液體的密度和深度聯(lián)系液體壓強(qiáng)公式p=ρgh是通過公式結(jié)合液體的特點(diǎn)推導(dǎo)出來的，是壓強(qiáng)定義式特殊形式4.液體對(duì)容器底的壓力與液體自身重力的關(guān)系容器的形狀是多種多樣的，但可以歸納為如圖所示三種基本類型。在求液體對(duì)容器底部的壓力或壓強(qiáng)時(shí)，我們可以根據(jù)需要，靈活運(yùn)用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算。容器類型容器底部受到液體壓力的定性分析容器底部受到液體壓力的定量分析由于液體所受重力的方向是豎直向下的，可以認(rèn)為柱狀容器中液體重力全部作用在容器底部，所以F壓=G液液體對(duì)容器底部的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱，即F壓=G液（V柱指液柱的體積）在口大底小的敞口容器中，柱狀線外部一部分液體的重力作用在斜面的側(cè)壁上，液體對(duì)容器底的壓力只等于以其底面積大小形成的柱狀的重力，所以F壓<G液液體對(duì)容器底的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F(xiàn)壓=G柱<G液，即F壓<G液，（V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力）口小底大的縮口容器中，側(cè)壁會(huì)受到液體垂直側(cè)面斜向上的壓力，因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以側(cè)壁不但不起支持液體的作用，反而給液體施加了一個(gè)斜向下的壓力，于是容器底部不但要承受液體的重力，而且還要承受側(cè)壁對(duì)液體施加的向下的壓力，所以F壓>G液液體對(duì)容器底的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F(xiàn)壓=G柱>G液，即F壓>G液，（V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力）三、連通器1.連通器：上端開口、下端連通的容器叫做連通器。2.連通器的特點(diǎn)：連通器里裝入同種液體，當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分中的液面高度總是相同的，如圖所示?！锾貏e提醒連通器各部分中的液面高度相同時(shí)的條件：一、連通器中的液體是同種液體；二、液面靜止。3.連通器內(nèi)液面相平的原因：如圖所示，當(dāng)連通器內(nèi)的液體靜止時(shí)，設(shè)想在連通器底部連通的部分有一個(gè)小液片AB。液體靜止，液片處于平衡狀態(tài)→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故兩側(cè)液柱高度相等，即h左=h右。4.連通器的應(yīng)用茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成連通器，方便倒水下水彎的U形“反水彎”是一個(gè)連通器，阻擋下水道的異味進(jìn)入室內(nèi)鍋爐水位計(jì)的玻璃管和鍋爐構(gòu)成連通器，可顯示鍋爐內(nèi)的水位水塔和自來水管構(gòu)成連通器，將水送到千家萬戶過路涵洞是一個(gè)連通器，使水從道路一側(cè)流到另一側(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)的自動(dòng)加水器實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)連通器，可保持飲水槽內(nèi)水位不變船閘利用連通器原理實(shí)現(xiàn)船只通航一、選擇題1．關(guān)于壓力、壓強(qiáng)，下列說法正確的是（）。A．豎直作用在物體表面上的力叫做壓力；B．壓力是由物體重力產(chǎn)生，大小總是等于重力；C．液體對(duì)容器的側(cè)壁有壓強(qiáng)，是由于液體具有流動(dòng)性；D．液體壓強(qiáng)計(jì)算公式p=gh中的h指待求點(diǎn)在液體中所處的高度2．關(guān)于連通器的說法正確的是（）。A．連通器是上端封閉，下部相連通的容器；B．鍋爐外面水位計(jì)中的液面的高度總是低于鍋爐內(nèi)的水面高度；C．連通器里的同一種液體不流動(dòng)時(shí)，各容器中的液面會(huì)有高度差；D．三峽船閘利用了連通器的工作原理3．如圖所示，完全相同的甲、乙兩個(gè)燒杯內(nèi)裝有密度不同的液體，在兩燒杯中，距離杯底同一高度處有A、B兩點(diǎn)，已知甲乙液體對(duì)杯底的壓強(qiáng)相等，則A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)pA、pB大小關(guān)系為（）A．pA＜pBB．pA＞pBC．pA＝pBD．條件不足，無法判斷4.如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)容器中分別盛有水銀、鹽水、酒精，容器底部受到的液體壓強(qiáng)相等，則甲、乙、丙三個(gè)容器中分別裝的液體是（）。A.水銀、鹽水、酒精B.水銀、酒精、鹽水C.鹽水、水銀、酒精D.酒精、鹽水、水銀5.如圖為裝滿液體的封閉容器。設(shè)液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為p1，壓力為F1，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2，壓力為F2，如果不計(jì)容器自重，則（）。A.p1=p2，F(xiàn)1=F2B.p1>p2，F(xiàn)1=F2C.p1<p2，F(xiàn)1=F2D.p1>p2，F(xiàn)1>F26.如圖所示，兩個(gè)完全相同的量筒分別盛有質(zhì)量相等的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）,A、B兩點(diǎn)到液面的距離相等，A、C兩點(diǎn)到容器底面的距離相等，則有（）。A.兩個(gè)容器底面受到的液體壓強(qiáng)不相等B.A、B兩點(diǎn)的液體壓強(qiáng)相等C.A點(diǎn)的液體壓強(qiáng)大于C點(diǎn)的液體壓強(qiáng)D.A點(diǎn)的液體壓強(qiáng)小于C點(diǎn)的液體壓強(qiáng)7．如圖所示，質(zhì)量為16kg，邊長為20cm的實(shí)心正方體A放在水平面上。一薄壁圓柱形容器B也置于水平面上，該容器足夠高，底面積為200cm2，內(nèi)盛有6kg的水，則下列說法正確的是（）。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）A．正方體A的密度為4×103kg/m3；B．容器B底部受到的水的壓強(qiáng)為3×104Pa；C．若沿豎直方向?qū)切去5cm，則A剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)將變?。籇．若沿水平方向?qū)切去5cm，則A剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)等于容器B中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)8.（多選）底面積不同的薄壁圓柱形容器內(nèi)分別盛有密度不同的液體ρ甲和ρ乙，里面放入相同的金屬球，如圖所示，此時(shí)甲液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)等于乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，則下列判斷正確的是()。A.甲液體的密度小于乙液體的密度；B.甲液體對(duì)容器底部的壓力等于乙液體對(duì)容器底部的壓力；C.再將兩金屬球從液體中小心取出后，甲液體液面下降的高度小于乙液面下降的高度；D.再將兩金屬球從液體中小心取出后，甲液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)大于乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)二、填空題9.我國舉世矚目的三峽大壩全線建成，攔河壩之所以修成“上窄下寬”的形狀，是因?yàn)開_____，水對(duì)壩體有壓強(qiáng)是因?yàn)樗哂衉_____，三峽大壩船閘是______在實(shí)際中的具體應(yīng)用，它能讓大型輪船在上下游之間順利往返航行。10.一個(gè)空的塑料藥瓶，瓶口扎上橡皮膜，豎直地浸入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，這兩次藥瓶在水里的位置相同，如圖所示，兩次橡皮膜都向______（選填“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”）凹，______（選填“甲”或“乙”）凹進(jìn)去的更多。11.如圖所示，質(zhì)量為0.5kg、底面積為20cm2的茶壺靜止在水平桌面上，壺中盛有0.6kg的水，水的深度為15cm，則水對(duì)茶壺底部的壓強(qiáng)為_____Pa，茶壺的壺嘴和壺身中的水面相平，這是因?yàn)椴鑹氐膲刈旌蛪厣斫M成了一個(gè)_____。12．液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小由________和________來決定，如圖所示盛水的容器內(nèi)有a、b、c三點(diǎn)，在這三點(diǎn)液體壓強(qiáng)分別為pa、pb、pc，三者相比較，最大的是________。13．在水平桌面上放著一個(gè)盛水容器，水面距杯底10cm，水的重力是1.3N，容器重0.5N，容器的底面積是15cm2，容器的厚度忽略不計(jì)（g取10N/kg）求：（1）水對(duì)杯底的壓力為___________N。（2）這個(gè)容器可能是___________。14.如圖所示，容器中間用隔板分成左右兩部分，隔板下部分有一用薄橡皮膜封閉的圓孔。容器左右兩側(cè)分別加入深度不同的水，且左側(cè)水面較低，會(huì)看到橡皮膜向左側(cè)凸出，說明液體壓強(qiáng)與________有關(guān)。若左側(cè)注入的是水，橡皮膜距離水面8cm，右側(cè)注入某種液體，當(dāng)橡皮膜距離液體液面10cm時(shí)，觀察到橡皮膜保持相平，則右側(cè)液體的密度為________kg/m3，整個(gè)裝置________（選填“是”或“不是”）連通器。三、實(shí)驗(yàn)題15.小明利用壓強(qiáng)計(jì)探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”，如圖所示。（1）壓強(qiáng)計(jì)___________（選填“屬于”或“不屬于”）連通器；（2）實(shí)驗(yàn)前，檢查實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)發(fā)現(xiàn)：按壓探頭的橡皮膜，U形管兩邊液面高度變化___________（“明顯”或“不明顯”），則這套實(shí)驗(yàn)裝置漏氣；（3）將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放進(jìn)盛水的容器中，探頭的橡皮膜受到水的壓強(qiáng)會(huì)___________（選填“內(nèi)凹”或“外凸”）；（4）比較A、B、D三次實(shí)驗(yàn)，改變探頭的方向，U形管兩液面的高度差___________（選填“變大”、“不變”或“變小”）；（5）比較___________兩次實(shí)驗(yàn)探究，可以初步得出結(jié)論：液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；（6）若發(fā)現(xiàn)，當(dāng)探頭在不同液體中的深度相同時(shí)，U形管兩側(cè)液面的高度差對(duì)比不明顯，小明做了一些改進(jìn)，下面操作不能使U形管兩側(cè)液面高度差對(duì)比更明顯的是___________。A．燒杯中換密度更大的