《九年级物理暑假专用讲义(沪教版上海专用)》第五讲 固体与液体压强区别(练习题)(解析版)
第五讲 固体压强与液体压强的区别
一、固体产生的压强
又称“物体对地面的压强”(或“地面受到的压强”)等。
固体压强的计算:
一般情况下,先计算物体产生的压力,再计算压强。
1. 固体对水平面的压力:
F=G=mg F=PS
2. 固体对水平面的压强:
P=F
S
P=ρgh(只适用于柱形物体)
二、液体产生的压强
又称“液体对容器底部的压强”(或“容器底部受到的压强”)等。
液体压强的计算:
一般情况下,先计算液体的压力,再计算液体的压强。
1. 液体产生的压强: P=ρgh
P=F
S
2. 液体产生的压力: F=PS F=G=mg(只适用于柱形容器)
三、液体产生的压力与压强分析计算
1. 注意液体产生的压力不一定等于液体的重力。
液体产生的压力与液体的形状有关,通常容器有三种情形:见下图分析。
2. 只有柱形容器内液体对容器底部的压力才等于液体的重力;对于其他形状的容器,液体产生的压力不
等于液体的重力,应根据 F=pS 来计算液体产生的压力。
3. 在图中,甲、乙、丙三个容器的底面积都是 S,容器装有密度为 ρ的同种液体,液面高度 h相等。请分
析:每个容器底部受到液体压力是否等于液体的重力?
①图A是柱形容器,液体的重力 GA=mAg=ρVAg,液体对容器底的压力 FA=PAS=ρhAgS。
因为 hAS=VA,所以 FA=GA,所以可得出结论:
液体装在柱形容器里时,液体对容器底的压力大小等于液体的重力大小。
②图B是口大、底小的容器,液体的重力 GB=mBg=ρVBg,
液体对容器底的压力 FB=PBS=ρghBS。
因为 hBS<VB,所以 FA<GB,所以可得出结论:
液体装在口大、底小的容器里时,液体对容器底的压力小于液体的重力。
③图C是 口 小 、 底 大的容器,液体的重力 GC=mCg=ρVCg,液体对容器底的
压力 FC=PCS=ρghCS。
图9
A B C
hh
图1图2
因为 hCS>VC,所以 FC>GC,所以可得出结论:
液体装在口小、底大的容器里时,液体对容器底的压力大于液体的重力。
【 例题分析与练习 】
一、液体产生的压强与压力问题
液体产生的压力不一定等于液体的重力。只有柱形容器液体对容器底部的压力才等于液体的重力;对于
其他形状的容器,液体产生的压力不一定等于液体的重力,应根据 F = pS 来计算。
【练习 1】如图 1 所示,是一个密封的容器,大端向上,容器内有一定量的水,若将它倒置过来 ,则容器
底所受到的压力和压强的情况是( )
A. 压强增大,压力不变; B.压强减小,压力增大;
C. 压强不变,压力不变; D.压强减小,压力减小
【答案】B.
【解析】将容器倒置过来后,水的深度变小,故水对容器底部的压强减小;未倒置时,水装在口小、底
大的容器里,水对容器底的压力小于水的重力。倒置时,水装在口小、底大的容器里时,水对容器底的压力
大于水的重力。所以容器底所受到的水的压力变大。
二、固体压强与液体压强的分析计算
一般来讲,对于固体先计算压力再计算压强;对于液体先计算压强再计算压力。
【练习 2】如图 2所示,是一个密封的容器,大端向上,容器内有一定量的水,若将它倒置过来,则容器
对地面的压力和压强的情况是( )
A.压力增大,压强不变; B.压力减小,压强增大;
C.压强不变,压力不变; D.压力不变,压强减小;
【答案】D
【解析】放置在水平地面上,对地面的压力等于容器的重力与水的重力之和;将容器倒置过来后,地面
所受到的压力不变,但是受力面积变大,根据 P=F/S可知,地面所受到的压强变小。
【练习 3】两个完全相同的容器,内装满同种液体,放置在水平桌面上,如图 3所示,则:液体对容器
底部的压强 pa pb、压力 Fa Fb。容器对水平桌面的压强 pa’ pb’、压力 Fa’ Fb’。(均填“>”、“<”或“=”)
【答案】①=,>;②<,=。
【解析】①因为是同种液体,深度不变(相同),根据 p=ρgh
,
所以液体对容器底部的压强 pa=pb,压
力的大小关系
F=PS, Pa=Pb, Sa
>
S乙b,所以 Fa>Fb。
② 容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,所以 Fa’=Fb’, 根据 P=F/S,因为 Fa =Fb,
Sa
>
Sb,所以 PA<PB。
【练习 4】如图 4所示,两个完全相同的圆台形容器,放置在水平桌面上,容器内盛有深度相同的水,
则水对容器底部的压强 pa_____pb,水对容器底部的压力 Fa_____Fb,容器对桌面的压力 F'a_____F'b。(选填
“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】等于,小于,小于。
【解析】(1)∵容器内盛有深度相同的水,即 h相同,∴水对容器底压强 Pa=Pb=ρgh,
(2)水对容器底压力 F=Ps,因为 Sa<Sb,所以水对容器底的压力:Fa<Fb.
(3)容器对桌面的压力:F′=G 容+G水,∵a容器内液体的质量小于 b容器内液体的质量,
∴Ga水<Gb水,∵两个容器的质量相等,即 G容相等,∴F'a<F'b。
【练习 5】如图 5所示的玻璃杯中装有重为 5牛的水,杯子的底面积为 20 厘米 2,杯内水面高度为 20 厘
米。若玻璃杯受到的重力为 1牛,求:
(1)水对杯底的压力。
(2)装有水的玻璃杯对水平桌面的压强。
【答案】(1)4N;(2)3000 帕。
【解析】(1)水对杯底的压强:
p1=ρ 水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa,
(2)水对杯子底的压力:
F1=p1S=1960Pa×2×10-3m2=3.92N;
(3)杯子和水对桌面的压力:
F2=G杯+G水=1N+5N=6N,
装有水的玻璃杯对水平桌面的压强:
p2=F2/S =6 牛 /2×10-2 米2=3000 帕
【 综合练习 】
一、选择题
1. 计算压强的公式 p=F/S 和P=ρgh,关于这两个公式的适用范围
①p=F/S 普遍适用于固体、液体和气体,但 P=ρgh 一般适用于液体;
②p=F/S 只适用于固体,P=ρgh 一般适用于液体;
③p=F/S 只适用于柱形液体压强;
④ 关于液体压强的求解 p=F/S 和P=ρgh 均适用,但由于 ρ和h容易测得,通常用 P=ρgh 求解。
以上四种说法中正确的是( )
A. ③ B. ①、④ C. ①、③、④ D. ②、④
【答案】B
【解析】物体单位面积上受到的压力叫压强,定义式 p=F/S 具有普适性,适用于固体、液体和气体;但
公式 p=ρgh 要求密度要均匀,故一般适用于液体,所以①正确,②错误;
对于柱形液体,可利用 p=F/S 计算压强;不是柱形的液体,产生的压强也可以根据 p=F/S 计算,注意 F
是液体对受力面积 S产生的压力,故③错误;
p=F/S 与P=ρgh 两个公式都可以用以计算液体压强,由于 ρ和h容易测得,所以常用 P=ρgh 计算,故④
正确。故选 B。
2.如图 6所示,桌面上放有甲、乙两个鱼缸,同学们观察、比较后提出下列说法,其中正确的是( )
(a) 图 3
(b)
ab
图4
图5
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