如圖所示,水平面上的固體對水平面的壓力等於其自身重力的大小。
那麼液體呢?
液體對容器底部的壓力等於液體重力大小嗎?
如圖所示,甲、乙、丙三個容器,裝有相同質量的水,但形狀不同,比較水對三個容器底的壓力大小。
水對容器底部的壓強:P=ρg h
水對容器底部的壓力:F= P S =ρg h S
Sh 相當於以 S 底面積 h 為高的體積
那麼水對容器底的壓力
相當於紅色區域這一部分水的重力
或者說:
甲圖,水對容器側壁有壓力,根據力是相互作用的,容器側壁也給水一個向下的壓力,所以水對容器底部的壓力大於它自身的重力 ;
乙圖,水對底部的壓力等於水自身的重力;
丙圖,側壁替底部承擔了一部分水的壓力,底部受到的壓力小於水的重力。
水對容器底部的壓力不一定等於水的重力!
所以對於液體來說,是先求壓強再求壓力。
比較液體對不同形狀容器底部的壓力有兩種方式:
1. 根據公式P=ρgh F=PS 來進行比較
2. 先比較液體對容器底部的壓力與液體自身重力的大小,再對不同容器的壓力進行比較
類型一 同種液體
1. 如圖所示,把盛有液體的一根試管逐漸傾斜(液體不流出)則試管底部受到的壓強 。
(選填“變大”,“變小”或“不變”)
解析:
傾斜之後,液體深度h變小,根據P=ρgh ,壓強變小。
2. 如圖所示,甲、乙、丙三個容器,底面積相同,高度相同,但形狀不同,裝滿水。
水對容器底部的壓強:P甲 P乙 P丙,
水對容器底部的壓力:F甲 F乙 F丙
解析:水對容器底部的壓強:P=ρg h
∵ h相同 ∴ P甲=P乙=P丙
水對容器底部的壓力:F= P S
F甲=F乙=F丙
3. 如圖所示,一圓臺形容器內裝滿水,置於水平桌面上(如圖甲),此時水對容器底部的壓強為P甲,對容器底的壓力為F甲,將該容器倒置於桌面上(如圖乙),此時水對容器底部的壓強為P乙,對容器底的壓力為F乙,則P甲 P乙,F甲 F乙。
水對容器底部的壓強:P=ρg h
∵ h相同 ∴ P甲=P乙
水對容器底部的壓力:F= P S
∵ S甲<S乙 P甲=P乙
∴F甲<F乙
4. 如圖所示:兩個完全相同的容器中裝有等質量的水(未裝滿),水對容器底部的壓強分別為P甲、P乙,水對容器底部的壓力分別為P甲 P乙,
F甲 F乙。
水對容器底部的壓強:P=ρg h
∵h甲<h乙 ∴ P甲 <P乙
水對容器底部的壓力:
∵ F甲>G F乙<G
∴F甲 > F乙
類型二 不同種液體
5. 如圖所示,兩個完全相同的容器甲、乙都置於水平桌面上,分別倒入水和酒精,並使兩種液體液麵相平,則液體容器底部的壓強
P甲 P乙,液體對容器底部的壓力,
F甲 F乙。
解析:液體對容器底部的壓強:P=ρg h
∵ h相同 ρ水>ρ酒精 ∴ P水>P酒精
液體對容器底部的壓力:F= P S
F水>F酒精
6. 如圖所示,底面積相同的甲、乙兩容器中裝有質量和深度均相同的不同液體,則甲、乙兩容器中液體的密度ρ甲和ρ乙的關係以及液體對容器底部的壓力F甲和F乙的關係,正確的是:( )
A.ρ甲=ρ乙,F甲<F乙
B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙
D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
解析:
∵ m甲 = m乙 V甲<V乙
∴ρ甲 >ρ乙
而 P=ρgh ρ甲 >ρ乙 h甲=h乙
∴P甲 >P乙
F=PS S甲=S乙
∴F甲>F乙
或者 ∵F甲=G F乙<G
F甲>F乙
7.(2019·閔行區一模)如圖所示,形狀不同,底面積和重力相等的A、B、C三個容器放在水平桌面上,容器內分別裝有質量相等的不同液體。下列分析正確的是( )
A.液體密度關係為:ρA<ρB<ρC
B.液體對A容器底部的壓強最小,對C容器底部的壓強最大
C.C容器對桌面的壓強最大,A容器對桌面的壓強最小
D.三個容器對桌面的壓強相等
解析:
液體質量相等,A液體體積最小,A密度最大
C液體體積最大,密度最小
液體質量相等,FA>G FB=G Fc<G
底面積相等,C容器壓強最小
ABC杯子作為整體重力一樣,對桌面的壓力和壓強都相等。
答案:D
練習:
8.(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( )
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
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