液體壓強是初中物理中的難點,也是中考必考的一個知識點。由于液體壓強涉及的知識點比較多,許多同學對此把握不夠準确,理解不夠深刻。鑒于此,我在此幫大家對液體壓強進行深入分析。
液體壓強及其本質壓強是壓力的作用效果。因此,液體壓強的産生也來自于某種壓力。液體具有的流體特性決定了這種壓力包含兩個方面:
【注】上述兩種壓力不是孤立的,而是它們共同作用産生了液體壓強。
液體壓強的特點
圖1 液體壓強特點示意圖
液體壓強的計算1. 計算公式
液體壓強的計算公式有兩個,分别為:
① p=F/S; ② p=ρgh
其中,①式具有普适性,即可用于計算固體、液體和氣體的壓強;②式是由①式推導而來的,隻能用于計算液體和氣體壓強。
2. 公式②的物理意義
下面給出公式②的具體推導過程。如圖2所示,一容器内裝了一定量的某種液體,密度為ρ。現考察液體内K點處的壓強,設K點所處深度為h。
在此,選取一個形狀規則、底面積為S的豎直“液柱”(如,圓柱體、長方體等),其上底面位于液面,下底面恰好将K點包含在内,故該“液柱”高度也是h。根據液體壓強産生原理有:
p=F/S=(mg)/S=[ρ(S·h)g]/S=ρgh
由上,我們可得到以下結論:
(1) 公式②對應的物理模型是一個人為構造的形狀規則的豎直“液柱”,即液體内某點的壓強是由該“液柱”的重力産生的效果。
(2) 同一液體、同一深度處的壓強跟選取的“液柱”底面積大小無關。
圖2 液體壓強計算公式的"液柱"模型
典型習題舉例如圖3所示,有三種不同形狀的容器内裝有同種液體,容器底面積均為S,液體高度均為h,設(a)、(b)、(c)三種容器内液體的重力分别為G1、G2、G3,液體對容器底的壓力分别為F1、F2、F3,試分析以下參數的大小關系:
(1) F1___F2 ;F2___F3; F1___F3
(2) F1___G1 ;F2___G2; F3___G3
圖3 (a)底小口大錐體;(b)圓柱體;(c)底大口小錐體
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