八年級:液體壓強的大小

【前情回顧】


在探究液體壓強規律實驗中發現液體壓強有這樣的特點:


  1. 液體內部向各個方向都有壓強
  2. 同種液體的同一深度,各方向壓強都相等
  3. 深度越大,液體的壓強也越大
  4. 液體的壓強還與液體的密度有關,深度相同時,液體密度越大,壓強越大。

【預習新知】

在電視中經常看到花樣游泳運動員在水中屏住呼吸完成動作,而在淺海中觀察魚類生活的科考隊員,要穿潛水服背氧氣瓶。


花遊運動員 科考隊員

八年級:液體壓強的大小

八年級:液體壓強的大小


在較深的海水中的潛水員要穿抗壓服背氧氣瓶,而要潛水員潛入更深的海底則需要用到潛水器。


科考員 蛟龍號潛水器

八年級:液體壓強的大小

八年級:液體壓強的大小


海水的壓強隨深度增加而增大,在深水中要採用特殊的防護裝備,以防身體被海水壓壞。


【舉手提問】

  1. 液體在某一深度壓強有多大?
  2. 如何計算液體內部的壓強?


【新課學習】

一、【想想議議】

從前面的實驗知道,在同一深度,液體向各個方向的壓強相等。


八年級:液體壓強的大小


1.我們只要算出某一深度液體豎直向下的壓強,也就同時知道了液體在這一深度各個方向上的壓強。


2.要知道液麵下某處豎直向下的壓強,可以設想在此處有個水平放置的平面,然後計算這個平面上方液柱對這個平面的壓強即可。


二、公式推導

如圖:設在水中取一平面,面積為S,平面在液麵下的深度為h,液體的密度為p

八年級:液體壓強的大小

推導過程:

選取液柱的體積:V=Sh 因為:p=m/V 所以:液柱的質量m=pV=PSh


因為:G=mg 所以:液柱的重力

G=mg=pShg


由於平面受到正上方液柱壓力等於液柱的重力,即:F=G=mg=pShg


所以平面受到的壓強:


八年級:液體壓強的大小


計算液體內部壓強公式:

八年級:液體壓強的大小

從公式看出:液體內部壓強的大小與液體密度和深度有關。


提示:公式中的h指的是深度,即:液體內部某處計算點到液體自由面的高度。


三、符號的意義及單位


P---- 液體的壓強 --- 帕斯卡(Pa)

p----- 密度--- 千克每立方米(kg/m3)

g——重力與質量的比值 ——牛每千克(N/kg)

h — 液體的深度——米(m)


四、液體內部壓強計算


例題:(2017蘭州34題6分)

如圖所示,質量為500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面積為80m2,內裝1.5L的水.已知g取10N/kg. p水=1.0×103kg/m3


八年級:液體壓強的大小

求:(1)容器對水平地面的壓強;

(2)水對容器底部的壓力.


解題思路:

1.容器對水平地面的壓強屬於固體壓強,是容器壓力產生的效果,所以先考慮容器對地面的壓力,由於容器放在水平地面上,所以容器對地面的壓力等於容器和液體的重力之和。


解:(1)1.5L水的質量:

m=pV=1.0×10kg/m3×1.5x10-3m3=1.5 kg


容器對水平地面的壓力:

F=G容 +G水 =m容g+m水g=5N+15 N=20 N


容器對水平地面的壓強:

p= F/S= 20 N /80×10-4m2=2.5x103Pa


2.水對容器底部的壓力是液體內部壓強產生的結果,所以先求出容器底部受水的壓強,再求壓力。


(在 P=pgh 中的h是容器底部到水自由面的豎直高度,不是到液麵的長度,所以公式中水深h=10cm=0.1m)


(2)因為容器是連通器,所以水深h=10cm=0.1m,則水對容器底部的壓強P1=pgh=1.0×10kg/m3x10 N/kg×0.1m=1 000 Pa


由p= F/S 得,水對容器底部的壓力:F1=p1S=1000Pa×80×10-4m2 =8 N


五、壓力、壓強大小比較


例題:(2018泰安)

如圖所示,水平桌面上放有底面積和質量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質量相等的不同液體.下列說法正確的是

( )

①容器對桌面的壓力:F甲>F乙


②液體的密度:p甲=p乙

③液體對容器底部的壓強:P甲>P乙


④容器對桌面的壓強:P甲’ =p乙'

八年級:液體壓強的大小

A. 只有①和③ B.只有①和④


C.只有②和③ D.只有③和④


解題思路:

1.兩個容器的質量以及所裝液體的質量相同,即m甲總 =m乙總;容器對桌面的壓力F=G總=m總g,所以兩個容器對桌面的壓力相同,即F甲=F乙,故①錯誤;


2.已知容器底面積相等,即S甲=S乙;由P= F/S 可知,兩個容器對桌面的強關係為p甲'=p乙',故④正確;


3.兩個容器底面積相同,液體深度相同;由圖可知,兩個容器內液體的體積關係為:V甲p乙,故②誤;


4.已知液體深度相同,即h甲=h乙,由p=pgh可知,液體對容器底部的壓強關係為p甲>P乙,故③正確.


綜上所述,③④正確,故選D.


【同步訓練】

1.(2019南充)

如圖,容器中裝有深度為10cm,質量為60g的水,已知容器質量為30g,底面積為5cm,容器底部受到水的壓強為 Pa,容器x水平桌面的壓強是 Pa.

(p水=1.0×103kg/m3,g=10 N/kg)


八年級:液體壓強的大小

2.(2019襄陽)

如圖所示,一個密封的圓臺狀容器,內裝一定質量的水,放在水平桌面上,現把它倒置過來,則 ( )

八年級:液體壓強的大小

A.水對容器底的壓力減小


B.水對容器底的壓強減小


C.容器對桌面的壓強減小


D.容器對桌面的壓力減小


3.(2019河南)

如圖所示,水平桌面上放著底面積相等的甲、乙兩容器,分別裝有同種液體且深度相同,兩容器底部所受液體的壓力、壓強分別用F甲、F乙、P甲、P乙表示,則 ( )

八年級:液體壓強的大小

A.F甲=F乙,P甲=P乙 B.F甲=F乙, P甲>P乙


C.F甲 >F乙, P甲=P乙 D.F甲>F乙, P甲>P乙


八年級:液體壓強的大小


參考答案:

1. 1000 1800 2. A 3. A



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