今天我们就来探讨液体压强的问题,重点用工具来探究液体压强的特点,及液体压强的计算中常见的不同形状容器底受到压力、压强的问题。你可以现在就拿出手机,打开吃掉物理APP,找到八年级下>压强>液体压强来跟我一起探索~

液体压强的特点

液体内部是否存在压强?

(1)利用上下两端和侧壁有开口,并扎有橡皮膜的玻璃筒进行实验,向玻璃筒里倒入液体,观察现象

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(1)

可以看出倒入液体后底部和侧壁的橡皮膜都向外突出,可以说明液体对容器底和容器壁都有压强。

(2)利用压强计进行实验,把压强计的探头放入液体中,转动探头,观察现象

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(2)

发现橡皮膜在各个方向都能引起U型管液面出现高度差,说明液体内部也有压强

归纳总结:(1)液体对容器底有压强(2)液体对容器侧壁有压强(3)液体内部也有压强

影响液体内部压强大小的因素

利用压强计进行实验探究

(1)控制深度、液体密度相同,改变压强计探头的方向,观察U型管液面高度差的变化

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(3)

通过实验发现U型管液面高度差没有变化,即液体内部压强相同,说明液体内部压强与方向无关,液体内部向各个方向都有压强,在液体同一深度,液体向各个方向的压强都相等

(2)控制液体密度、探头方向相同,增加深度观察U型管液面高度差变化

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(4)

观察到U型管液面高度差逐渐变大,压强的变大是由深度的增加造成的,因此可以得出结论液体内部压强随深度的增加而增大

(3)控制深度、探头的方向相同,改变液体的密度

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(5)

通过对比实验,发现当液体改为盐水时,U型管液面高度差变大,压强的变大是由液体密度的变大造成的(可以利用工具再尝试其他密度液体),因此在同一深度,液体内部压强与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大

归纳总结:

(1)在液体内部各个方向都有压强,在同一深度各个方向压强相等

(2)液体的压强随深度的增加而增大

(3)液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大

液体压强的计算

液体内部压强计算公式:

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(6)

下面我们来讨论一类常见的问题——不同形状的容器底受到的压力、压强及对支撑面的压力、压强的比较

(1)有三个高度都为h的容器ABC,其中A为上下等宽的圆柱容器,B为上下不等宽的圆台状容器,C为B倒置之后的状态,分别向容器中倒入等量的液体(250ml),计算三个容器底受到的压强

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(7)

可以看出由于三个容器形状不同,当装入等量液体之后页面高度h不同,hB>hA>hC,由公式p=ρgh计算压强,得出pB>pA>pC

(2)还是上面ABC三个容器,这次分别重新装满液体,比较压强

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(8)

由于三个容器高度相同,所以装满水后hA=hB=hC=h,由公式p=ρgh计算,此时三个容器底收到的压强相同。

由此可以看出在计算比较不同形状容器底受到的压强时,当液体相同时,只与液体深度有关,跟容器底面积、重力等无关

看完压强,我们再想一想容器底受到的压力是否与压强一样呢?

液体对容器底的压力F=pS=ρghS,而hS的含义是以容器底为底面积,深度为h的柱体体积,即V柱=Sh,所以F=pS=ρghS=ρgV柱=m柱g=G液,G液的含义是以V柱为体积的那部分液体的重力,若容器为柱体,则V柱=Sh,F=G液;若容器为非柱体,则F≠G液。具体情况总结如下表:

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(9)

现在你知道为什么水坝都会建成上窄下宽的形状了吗?是由于随着深度的增大,液体的压强也会随之增大,水坝下方需要承受更大的压力,所以要宽一些才可以。另外像潜水艇需要采用极厚的抗压材料也是相同的原因啦~

以上就是今天的全部内容,想要操作同款工具,赶紧打开吃掉物理APP找到液体压强这节课去试试吧,更有解题课,帮你深入梳理液体压强更多类型的问题,学得更透彻

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(10)

液体压强和压力的讲解(我用工具学物理)(11)

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