上海市2020年中考物理一模復(fù)習(xí)知識與必刷題專題6.3 液體內(nèi)部的壓強(知識梳理與重點、難點講解)(解析版)

1、 6.3專題液體內(nèi)部的壓強01知識梳理 重點難點分析液體壓強產(chǎn)生的原因:液體受到重力的作用，且具有流動性。研究液體內(nèi)部壓強的器材u 形管壓強計。產(chǎn)生原因研究器材液體內(nèi)部存在著向各個方向的壓強，在同一深度處，各個方向上的壓強相等；液體內(nèi)部壓強特點在同種液體內(nèi)部，深度越大，該處的壓強越大；在不同液體內(nèi)部同一深度處，密度大的液體產(chǎn)生的壓強大。= gh計算公式 p r3表示密度，單位為千克/米 ；計算h 表示深度，單位為米。 定義：幾個底部相通，上部開口或相通的容器就組成了連通器。連通器原理：注入同種液體，待液體靜止后各容器液面一定處于同一水平面上。應(yīng)用實例：u 形管壓強計、液位計、茶壺等。連通器【知

2、識梳理】一、u 形管壓強計1.用途：研究液體內(nèi)部壓強的規(guī)律。2.構(gòu)造：u 形玻璃管、橡皮管、金屬盒、橡皮膜等（圖1）。探頭（扎有橡皮膜）u 形管u 形管左右兩側(cè)液面的高度差甲圖 1乙丙3. 使用方法：無力作用薄膜時，u 形管兩液面高度差為 0；用手壓薄膜時，u 形管兩液面會產(chǎn)生高度差；對薄膜的壓強越大，u 形管兩液面高度差越大；例如圖丙,當把壓強計探頭向下放入液體中時,u 形管左右兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差,說明液體對浸入其中的探頭有壓強。1 二、液體壓強產(chǎn)生的原因如圖 2 所示，a 圖表示在兩端開口的玻璃管下方扎上橡皮膜，b 圖表示在側(cè)邊開口處扎上橡皮膜，在內(nèi)部倒入液體時會出現(xiàn)下圖所示的現(xiàn)象。圖 2

3、分析：液體由于受到重力作用，對容器底部有向下的壓強；另一方面液體具有流動性，所以液體對容器側(cè)壁也有壓強。p = rgh三、關(guān)于液體壓強公式的推導(dǎo)過程：1.采用“建立理想模型法”。前面引入光線的概念時，就引用了該模型。2.推導(dǎo)過程：（結(jié)合課本 p 圖 634）設(shè)想距液面下 h 深處取一面積為 s 的液柱，液體的密度為 。13圖 2液柱的質(zhì)量 mvh3液柱對 s 面的壓力 fgmg=h3g根據(jù)壓強的定義式 pf /s，液柱對 s 面的壓強 pf/ s=h3g/ h2=gh即 p =gh 。式中 表示物體的密度，h 表示物體的高度。fp = rgh p =是注意：的推導(dǎo)式，適用于任何形狀的容器中液體

4、的壓強計算。sp = rgh四、對液體壓強公式的理解和運用的物理意義。p = rgh1理解公式從公式中看出：液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關(guān)，而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。著名的帕斯卡破桶實驗充分說明這一點。2公式中各物理量的單位要統(tǒng)一用國際主單位。密度 的單位用千克/米 ，深度 h 的單位用米，g 為 9.832 牛/千克，計算出來壓強 的單位是帕。p3公式 p gh 中的“h”表示深度，不能理解為高度。是指液體中被研究的點到自由液面的豎直距離。如圖 3 所示，容器中裝有水，判斷以下各點的深度：甲乙h圖 5圖 3圖 4a 點與 b 點的深度都是 0.2 米

5、，容器底部 c、d 點的深度都是 0.9 米。如圖 4 所示，甲、乙兩只相同規(guī)格的試管中分別裝入同種液體后，放置在同一水平桌面上，當乙試管斜至其中的液面與甲試管中液面相平時，則甲、乙兩試管中液體的深度 = ，壓強h h= 。p p甲乙甲乙如圖 5 所示，在水平面上放置一盛水的容器，容器內(nèi)水面到容器底部的距離為0.15 米，a、b、c 為容器中的三點，已知 a、b 兩點位于同一水平高度，a 點距容器底部的豎直距離為 0.1 米，則a 點的深度為 h =0.15 米0.1 米=0.05 米，aa 點受到水的壓強為 p =gh =1.010 千克/米 9.8 牛/千克0.05 米=490 帕；33a

6、aab 點受到水的壓強與 a 點的相同，c 點受到水的壓強最大。將容器移到斜面上后，a、b、c 三點受到水的壓強最小的是 a 點，最大的是 c 點。（假設(shè) a、b、c 仍處于水面下）。五、連通器 定義：幾個底部相通，上部開口或相通的容器就組成了連通器。連通器原理：注入同種液體，待液體靜止后各容器液面一定處于同一水平面。應(yīng)用實例如圖 5 所示：茶壺、船閘等。洗手間下水管船閘圖 5六、液體產(chǎn)生的壓力與壓強分析計算注意：液體產(chǎn)生的壓力不一定等于液體的重力。只有柱形容器液體對容器底部的壓力才等于液體的重力；3 對于其他形狀的容器，液體產(chǎn)生的壓力不等于液體的重力，應(yīng)根據(jù)f=ps 來計算液體產(chǎn)生的壓力。例

7、如在圖 6 中，甲、乙、丙三個容器的底面積都是s，容器裝有密度為 的同種液體，液面等高。請分析：每個容器底部受到液體壓力是否等于液體的重力?a圖 6bc圖 a 是口小、底大的容器，液體的重力g =m g=v g，液體對容器底的壓力f =ps=g s。因為 h shaaaaaav ，所以 f g，所以可得出結(jié)論：aa液體裝在口小、底大的容器里時，液體對容器底的壓力大于液體的重力。圖 b 是柱形容器中，液體的重力g =m g=v g，液體對容器底的壓力f =p s=h g s。因為h s=v ，所bbbbbbbb以 f =g ，所以可得出結(jié)論：bb液體裝在柱形容器里時，液體對容器底的壓力大小等于液

8、體的重力大小。圖 c 是口大、底小的容器，液體的重力 g =m g=v g，液體對容器底的壓力 f =p s=g s。因為 h shcccccccv ，所以 f g ，所以可得出結(jié)論：ccc液體裝在口小、底大的容器里時，液體對容器底的壓力小于液體的重力。【典例精析】【典型例題 1】為了“探究液體內(nèi)部的壓強與哪些因素有關(guān)”，某小組同學(xué)利用一支兩端開口的玻璃管、水、酒精、燒杯等器材進行了實驗。他們先在玻璃管的一端扎上橡皮薄膜，然后將有薄膜的一端浸入液體中，研究過程如圖 1 所示。請仔細觀察圖中的操作和橡皮薄膜的變化情況，然后歸納得出初步結(jié)論。（ ）酒水（1）比較圖 1（a）和（b）可得出結(jié)論：_。

9、（2）比較圖 1（b）和（c）可得出結(jié)論：_。hhh水水酒精(a)(b)(c)圖 1【答案】（1）同種液體內(nèi)部壓強隨深度增大而增大；（2）同一深度，不同液體內(nèi)部壓強不同。4 【解析】（1）圖（a）和（b），液體的密度相同，液體的深度越大，橡皮膜的凹陷程度越大，可得同種液體內(nèi)部壓強隨深度增大而增大；（2）圖（b）和（c），橡皮膜在液體中的深度相同，液體的密度不同，橡皮膜的凹陷程度不同，可得同一深度不同液體內(nèi)部壓強不同。通過橡皮膜的凹陷程度來反映液體內(nèi)部壓強的大小，這是一種轉(zhuǎn)換方法?！镜湫屠} 2】在探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”的過程中，一些同學(xué)作了如下猜想：猜想 a 在同一深度，液體內(nèi)部向

10、各個方向都有壓強，且向各個方向的壓強相等；猜想 b 在深度相同時，不同液體的壓強還跟它的密度有關(guān)，液體的密度越大，壓強越大；猜想 c 同一種液體的壓強隨深度的增加而增大。為了檢驗上述猜想是否正確，某同學(xué)進行了圖2 中各圖所示的操作：( 1)比較圖中代號為_的三個圖，可以說明猜想 a 是否正確；(2)比較圖中代號為_的兩個圖，可以說明猜想 b 是否正確；(3)比較圖中代號為_的三個圖，可以說明猜想 c 是否正確?！敬鸢浮浚?）a、b、c； （2）e、f ；（3）b、d、e。【解析】在探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”的過程中，這位同學(xué)做出了三個猜想：方向、液體的密度、深度；要探究液體壓強和其中一

11、個因素的關(guān)系，就要采用控制變量法控制另外兩個因素一定而要探究的因素不同（1）要驗證猜想a，即液體壓強和方向的關(guān)系，就要控制液體的密度和浸入液體的深度一定，abc 符合題5 意；故答案為：abc（2）要驗證猜想 b，即液體壓強和液體密度的關(guān)系，就要控制方向和浸入液體的深度一定，ef 符合題意；故答案為：ef（3）要驗證猜想 c，即液體壓強和深度的關(guān)系，就要控制方向和液體密度一定，bde 符合這種情況故答案為：bde探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”實驗中，要采用控制變量法；如要研究液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系，則要保證液體的密度相等、橡皮膜在液體中的方向相同，故選擇bde 實驗?！镜湫屠} 3】如圖

12、 3 所示，容器中裝有水，水深 0.5 m，a 點距容器底 0.3 m，b 點距容器底 0.1 m，a 點受到水的壓強為pa，b 點受到水的壓強為pa。圖 3【答案】1.96103 3.92103?！窘馕觥恳?a 點的壓強先確定 a 點的深度，h =0.2m，p = gh =1.0103 kg/m39.8 n/kg0.2 m=1.96103 pa。水a(chǎn)aa同理，先確定 b 點的深度 h =0.4m，p = gh =1.0103 kg/m39.8 n/kg0.4 m=3.92103 pa。水bbbp gh 中的“h”表示深度，是指液體中被研究的點到自由液面的豎直（垂直）距離?！镜湫屠} 4】如

13、圖 4 所示，放在水平面上的某一容器內(nèi)裝有500 cm3 的水，容器質(zhì)量忽略不計，水面高h1為 8 cm，容器高 h 為 10 cm，容器底面積為 50 cm2。求:2圖 4(1) 水對容器底的壓強；(2) 水對容器底的壓力；(3) 水的重力。【答案】(1) 784 pa； (2) 3.92n；(3) 4.9 n。6 【解析】(1)水對容器底的壓強為=1 0 10 kg/m 9.8 n/kg 0 08 m 784 pagh = . p33 .=1水水(2)水對容器底的壓力為f =p s=784 pa5010-4 m2=3.92n。水水(3)g = v g=1.010 kg/m 50010 m

14、9.8n/kg=4.9 n.336-3水水水計算水的壓力時，一定應(yīng)用 f=ps，因為水產(chǎn)生的壓力不一定等于水的重力。【典型例題 5】某同學(xué)將一個兩端開口的均勻玻璃管，用質(zhì)量不計的塑料片附在下端，然后用外力 將玻璃f管豎直插在水下 25 cm 深處，且保持平衡，如圖 5 所示，已知塑料片的橫截面積和玻璃管的橫截面積均為10 cm ，且塑料片和玻璃管的厚度不計，玻璃管所受重力為0.5 n。求：2圖 5(1)水對塑料片的壓強和壓力；(2)外力 f 的大??；(3)該同學(xué)為測量某種液體的密度，先保持玻璃管在水中的位置不變，然后向玻璃管中緩慢地倒入該液體，當?shù)谷氲囊后w深度達 20 cm 時，發(fā)現(xiàn)塑料片剛好

15、下落，那么該液體的密度為多少?【答案】(1)2 5 103 pa，2 5 n； (2) 2 n；(3)1 25 103 kg/m3。. . . 【解析】塑料片位于玻璃管口的下端，承受著外面的水對它向上的壓力和壓強。由 p=gh 可知，玻璃管插入水面以下越深，水對塑料片向上的壓力和壓強就越大。將玻璃管插入一定深度后，向管內(nèi)倒入某種液體，當塑料片剛好下落時，管內(nèi)液體對塑料片的壓強等于管外水對塑料片的壓強，即。根據(jù)壓強的等量關(guān)系，代入相關(guān)的數(shù)值，即可求出管內(nèi)液體的密度。液p =p水(1)當玻璃管插入水中深度 h =0.25 m 時，根據(jù) p=gh 得1p1= gh = . 1 0 10 kg/m 9

16、.8 n/kg 0 25 m 2 45 10 pa,3 . = . 331水水對塑料片的壓力2 45 103 pa 10 3 m2 2 45 n。f =p s = . -= .11片(2)水對塑料片向上的壓力 f =2.45 n,1則向下的外力2 5 n-0 45 n 2.05 n。f=f -g = .=1管7 (3)當?shù)谷氩ＡЧ苤械囊后w深為 20cm 時，液體對塑料片向下的壓強 p = gh ，此時塑料片恰好下落，則滿足222p =p ，即 gh =p ，所以 =1.2510 kg/m 。33122212解決本題的關(guān)鍵是塑料片剛好下落時，管內(nèi)液體對塑料片的壓強等于管外水對塑料片的壓強，即 p

17、=p ，或二力平衡也可以。水液【典型例題 6】如圖 6 所示，底面積相同的甲、乙兩容器，裝有高度、質(zhì)量均相同的不同液體，則它們對容器底部壓強的大小關(guān)系正確的是()圖 6a. p pb. p p甲c. p =p甲d. 條件不足,無法判斷甲乙乙乙【答案】b?！窘馕觥坑深}圖可知，甲液體的體積大于乙液體的體積，因為它們的質(zhì)量相同，由 =m/v 可知： 。根據(jù) p=gh甲乙知，在深度 h 相同的情況下，p p ，故正確的選項是 b。甲乙【典型例題 7】（2018 上海中考題）如圖 7 所示，足夠高的薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上，容器甲、乙底部所受液體的壓強相等。容器甲中盛有水，水的深度為0.08

18、米，容器乙中盛有另一種液體。若水的質(zhì)量為 2 千克,求容器甲中水的體積 v 。水求容器甲中水對容器底部的壓強 p 。水現(xiàn)往容器甲中加水,直至與乙容器中的液面等高，此時水對容器底部的壓強增大了196 帕，求液體乙的密度 。液甲圖 7 乙【答案】210 米 ；784 帕；800 千克/米 。-333【解析】 v =m =2 千克/1.010 千克/米 = 210 米33-33水水水 p gh水水1.010 千克/米 9.8 牛/千克0.08 米338 784 帕 由甲水對容器底部的壓強增大了 196 帕 可求增加的水的深度h ：水根據(jù)p =gh 可得：水h =p /（ g）水水水=196 帕/（1

19、000 千克/米 9.8 牛/千克）3=0.02米容器乙中盛液體的深度：h = h =h +h =0.08 米+0.02米 = 0.1 米乙水水水根據(jù)容器甲、乙底部所受液體的壓強相等可求液體的密度：p p水乙 gh = gh水水乙乙1000 千克/米 0.08米= 0.1 米3乙 =800 千克/米乙3通過計算甲中水的深度得出容器乙中盛液體的深度，最后根據(jù)容器甲、乙底部所受液體的壓強相等求解?！镜湫屠} 8】相同的薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上。甲中盛有水，乙中盛有另一種液體，水和液體的質(zhì)量均為4 千克。抽出液體后液體的壓強pp（帕）（帕）1960980甲水1078乙液 求甲容器中水的體積 v 。水 分別從甲、乙容器中抽出相同體積的液體，下表為抽出液體前后兩容器底部受到的液體的壓強。（a）問抽出液體前乙容器底部受到的液體的壓強p ，并說明理由。液（b）求乙容器中抽出液體的質(zhì)量 m 。液【答案】410-3 米 3；（a）p 1960 帕；（b）1.8 千克。液【解析】 v m / 4 千克/ 1.010 千克/米 410 米33-33水水水 （a）p 1960 帕液因為是柱形容器，液體對容器底部的壓強 pf