关于三种不同形状容器的液体压强问题


关于三种不同形状容器的液体压强问题

如图所示,水平面上的固体对水平面的压力等于其自身重力的大小。

关于三种不同形状容器的液体压强问题

那么液体呢?


液体对容器底部的压力等于液体重力大小吗?


如图所示,甲、乙、丙三个容器,装有相同质量的水,但形状不同,比较水对三个容器底的压力大小。

关于三种不同形状容器的液体压强问题


水对容器底部的压强:P=ρg h

水对容器底部的压力:F= P S =ρg h S

Sh 相当于以 S 底面积 h 为高的体积

那么水对容器底的压力

相当于红色区域这一部分水的重力


关于三种不同形状容器的液体压强问题


或者说:

甲图,水对容器侧壁有压力,根据力是相互作用的,容器侧壁也给水一个向下的压力,所以水对容器底部的压力大于它自身的重力 ;


乙图,水对底部的压力等于水自身的重力;


丙图,侧壁替底部承担了一部分水的压力,底部受到的压力小于水的重力。

关于三种不同形状容器的液体压强问题


水对容器底部的压力不一定等于水的重力!

所以对于液体来说,是先求压强再求压力。


关于三种不同形状容器的液体压强问题


比较液体对不同形状容器底部的压力有两种方式:

1. 根据公式P=ρgh F=PS 来进行比较

2. 先比较液体对容器底部的压力与液体自身重力的大小,再对不同容器的压力进行比较


类型一 同种液体


1. 如图所示,把盛有液体的一根试管逐渐倾斜(液体不流出)则试管底部受到的压强

(选填“变大”,“变小”或“不变”)

关于三种不同形状容器的液体压强问题

解析:


倾斜之后,液体深度h变小,根据P=ρgh ,压强变小。


关于三种不同形状容器的液体压强问题


2. 如图所示,甲、乙、丙三个容器,底面积相同,高度相同,但形状不同,装满水。

水对容器底部的压强:P甲 P乙 P丙,

水对容器底部的压力:F甲 F乙 F丙

关于三种不同形状容器的液体压强问题

解析:水对容器底部的压强:P=ρg h

∵ h相同 ∴ P甲=P乙=P丙

水对容器底部的压力:F= P S

F甲=F乙=F丙


3. 如图所示,一圆台形容器内装满水,置于水平桌面上(如图甲),此时水对容器底部的压强为P甲,对容器底的压力为F甲,将该容器倒置于桌面上(如图乙),此时水对容器底部的压强为P乙,对容器底的压力为F乙,则P甲 P乙,F甲 F乙。

关于三种不同形状容器的液体压强问题

水对容器底部的压强:P=ρg h

∵ h相同 ∴ P甲=P乙

水对容器底部的压力:F= P S

∵ S甲<S乙 P甲=P乙

∴F甲<F乙


4. 如图所示:两个完全相同的容器中装有等质量的水(未装满),水对容器底部的压强分别为P甲、P乙,水对容器底部的压力分别为P甲 P乙,

F甲 F乙。


关于三种不同形状容器的液体压强问题


水对容器底部的压强:P=ρg h

∵h甲<h乙 ∴ P甲 <P乙

水对容器底部的压力:

∵ F甲>G F乙<G

∴F甲 > F乙


类型二 不同种液体


5. 如图所示,两个完全相同的容器甲、乙都置于水平桌面上,分别倒入水和酒精,并使两种液体液面相平,则液体容器底部的压强

P甲 P乙,液体对容器底部的压力,

F甲 F乙。

关于三种不同形状容器的液体压强问题

解析:液体对容器底部的压强:P=ρg h

∵ h相同 ρ水>ρ酒精 ∴ P水>P酒精


液体对容器底部的压力:F= P S

F水>F酒精


6. 如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是:( )


关于三种不同形状容器的液体压强问题


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·闵行区一模)如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是(  )

关于三种不同形状容器的液体压强问题

A.液体密度关系为:ρA<ρB<ρC

B.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大

C.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小

D.三个容器对桌面的压强相等

解析:

液体质量相等,A液体体积最小,A密度最大

C液体体积最大,密度最小

液体质量相等,FA>G FB=G Fc<G

底面积相等,C容器压强最小

ABC杯子作为整体重力一样,对桌面的压力和压强都相等。

答案:D


练习:


8.(2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则(  )

关于三种不同形状容器的液体压强问题

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

关于三种不同形状容器的液体压强问题


分享到:


相關文章: