4. 如图3(a)所示,往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水,发现橡皮膜

向下凸
,说明液体对容器底部有压强
;如图3(b)所示,往侧壁包有橡皮膜的试管中装入水,发现橡皮膜向外凸,说明液体对容器侧壁有压强
。答案
4. 向下凸 液体对容器底部有压强 液体对容器侧壁有压强
解析
【分析】
要解答本题,需观察两个实验中橡皮膜的形变情况,结合液体压强的特点分析:图(a)中,水在玻璃管内,会对下端的橡皮膜产生向下的压力,导致橡皮膜变形;图(b)中,水在试管内,会对侧壁的橡皮膜产生向外的压力,导致橡皮膜变形,进而推导液体压强的相关结论。
【解析】
1. 图(a)中,往扎有橡皮膜的玻璃管内注水,水的重力作用会对下端的橡皮膜产生向下的压力,使橡皮膜向下凸,该现象说明液体对容器底部有压强;
2. 图(b)中,往侧壁包有橡皮膜的试管内装水,水会对侧壁的橡皮膜产生向外的压力,使橡皮膜向外凸,该现象说明液体对容器侧壁有压强。
【答案】
向下凸;液体对容器底部有压强;液体对容器侧壁有压强
【知识点】
液体压强特点
【点评】
本题通过两个直观的实验现象,考查液体压强的基本特点,属于基础题型,帮助学生理解液体对容器底和侧壁均存在压强的知识点。
【难度系数】
0.7
要解答本题,需观察两个实验中橡皮膜的形变情况,结合液体压强的特点分析:图(a)中,水在玻璃管内,会对下端的橡皮膜产生向下的压力,导致橡皮膜变形;图(b)中,水在试管内,会对侧壁的橡皮膜产生向外的压力,导致橡皮膜变形,进而推导液体压强的相关结论。
【解析】
1. 图(a)中,往扎有橡皮膜的玻璃管内注水,水的重力作用会对下端的橡皮膜产生向下的压力,使橡皮膜向下凸,该现象说明液体对容器底部有压强;
2. 图(b)中,往侧壁包有橡皮膜的试管内装水,水会对侧壁的橡皮膜产生向外的压力,使橡皮膜向外凸,该现象说明液体对容器侧壁有压强。
【答案】
向下凸;液体对容器底部有压强;液体对容器侧壁有压强
【知识点】
液体压强特点
【点评】
本题通过两个直观的实验现象,考查液体压强的基本特点,属于基础题型,帮助学生理解液体对容器底和侧壁均存在压强的知识点。
【难度系数】
0.7
5. 帕斯卡原理的内容是:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。该原理是各种液压系统和液压机工作的基础。举个例子说:假如你潜入水中,你不仅要受到水所产生的压强,还要受到大气压强的作用。图4是一液压机的简易原理图。当在小活塞上施加10 N的压力时,在大活塞上能产生多大的向上的“举”力?

答案
5. 由$\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_2}{S_2}$可得“举”力为200 N
解析
【分析】本题考查帕斯卡原理的应用,解题思路是:根据帕斯卡原理,密闭液体传递压强时大小不变,即小活塞对液体的压强等于大活塞处液体的压强。利用压强公式$ p = \frac{F}{S} $,结合压强相等的关系列出等式,代入已知的力和活塞面积,即可计算出大活塞的举力。
【解析】根据帕斯卡原理,密闭液体中各处压强相等,即$ p_A = p_B $。由压强公式$ p = \frac{F}{S} $可得:
$ \frac{F_A}{S_A} = \frac{F_B}{S_B} $
已知小活塞的压力$ F_A = 10\ \mathrm{N} $,小活塞面积$ S_A = \frac{1}{100}\ \mathrm{m}^2 $,大活塞面积$ S_B = \frac{1}{5}\ \mathrm{m}^2 $,代入公式变形得:
$ F_B = F_A × \frac{S_B}{S_A} = 10\ \mathrm{N} × \frac{\frac{1}{5}\ \mathrm{m}^2}{\frac{1}{100}\ \mathrm{m}^2} = 10\ \mathrm{N} × 20 = 200\ \mathrm{N} $
【答案】200 N
【知识点】帕斯卡原理、压强公式
【点评】本题是帕斯卡原理的基础应用题,核心是掌握密闭液体压强传递的规律,结合压强公式进行计算,属于初中物理力学的基础题型,难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据帕斯卡原理,密闭液体中各处压强相等,即$ p_A = p_B $。由压强公式$ p = \frac{F}{S} $可得:
$ \frac{F_A}{S_A} = \frac{F_B}{S_B} $
已知小活塞的压力$ F_A = 10\ \mathrm{N} $,小活塞面积$ S_A = \frac{1}{100}\ \mathrm{m}^2 $,大活塞面积$ S_B = \frac{1}{5}\ \mathrm{m}^2 $,代入公式变形得:
$ F_B = F_A × \frac{S_B}{S_A} = 10\ \mathrm{N} × \frac{\frac{1}{5}\ \mathrm{m}^2}{\frac{1}{100}\ \mathrm{m}^2} = 10\ \mathrm{N} × 20 = 200\ \mathrm{N} $
【答案】200 N
【知识点】帕斯卡原理、压强公式
【点评】本题是帕斯卡原理的基础应用题,核心是掌握密闭液体压强传递的规律,结合压强公式进行计算,属于初中物理力学的基础题型,难度较低。
【难度系数】0.6
6. 如图5所示,面积为$0.72\ \mathrm{m}^2$的水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,鱼缸的质量为$3.6\ \mathrm{kg}$,底面积为$0.1\ \mathrm{m}^2$,鱼缸内装有$0.3\ \mathrm{m}$深的水,水的质量是$36\ \mathrm{kg}$,缸内鱼的质量为$0.4\ \mathrm{kg}$,鱼缸壁厚度忽略不计,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。求:
(1) 鱼缸内水对鱼缸底部产生的压力$F_{\mathrm{水}}$。
(2) 鱼缸对桌面产生的压强$p$。

(1) 鱼缸内水对鱼缸底部产生的压力$F_{\mathrm{水}}$。
(2) 鱼缸对桌面产生的压强$p$。
答案
6. (1) 300 N (2) 4 000 Pa
解析
【分析】
本题需分两小问解答:(1) 求水对鱼缸底部的压力,需先利用液体压强公式计算水的压强,再结合鱼缸底面积求压力,注意非柱形容器的液体压力不能直接等于水的重力;(2) 求鱼缸对桌面的压强,需先计算总压力(水平面上压力等于总重力),再结合鱼缸底面积(受力面积)计算压强,不可误取桌面面积为受力面积。
【解析】
(1) 计算水对鱼缸底部的压强:
$p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{Pa}$
水对鱼缸底部的压力:
$F_{\mathrm{水}}=p_{\mathrm{水}}S_{\mathrm{缸}}=3000\ \mathrm{Pa}×0.1\ \mathrm{m}^2=300\ \mathrm{N}$
(2) 计算总质量:
$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{缸}}+m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{鱼}}=3.6\ \mathrm{kg}+36\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=40\ \mathrm{kg}$
水平桌面受到的压力等于总重力:
$F_{\mathrm{桌}}=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=40\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=400\ \mathrm{N}$
鱼缸对桌面的压强:
$p=\frac{F_{\mathrm{桌}}}{S_{\mathrm{缸}}}=\frac{400\ \mathrm{N}}{0.1\ \mathrm{m}^2}=4000\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $300\ \mathrm{N}$;(2) $4000\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算
【点评】
本题考查液体与固体压强的综合应用,关键是明确液体压力和固体压力的计算逻辑,需注意非柱形容器的液体压力计算方法,以及受力面积的选取,属于压强部分的基础题型,易因混淆受力面积或液体压力计算出错。
【难度系数】
0.6
本题需分两小问解答:(1) 求水对鱼缸底部的压力,需先利用液体压强公式计算水的压强,再结合鱼缸底面积求压力,注意非柱形容器的液体压力不能直接等于水的重力;(2) 求鱼缸对桌面的压强,需先计算总压力(水平面上压力等于总重力),再结合鱼缸底面积(受力面积)计算压强,不可误取桌面面积为受力面积。
【解析】
(1) 计算水对鱼缸底部的压强:
$p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{Pa}$
水对鱼缸底部的压力:
$F_{\mathrm{水}}=p_{\mathrm{水}}S_{\mathrm{缸}}=3000\ \mathrm{Pa}×0.1\ \mathrm{m}^2=300\ \mathrm{N}$
(2) 计算总质量:
$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{缸}}+m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{鱼}}=3.6\ \mathrm{kg}+36\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg}=40\ \mathrm{kg}$
水平桌面受到的压力等于总重力:
$F_{\mathrm{桌}}=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=40\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=400\ \mathrm{N}$
鱼缸对桌面的压强:
$p=\frac{F_{\mathrm{桌}}}{S_{\mathrm{缸}}}=\frac{400\ \mathrm{N}}{0.1\ \mathrm{m}^2}=4000\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $300\ \mathrm{N}$;(2) $4000\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算
【点评】
本题考查液体与固体压强的综合应用,关键是明确液体压力和固体压力的计算逻辑,需注意非柱形容器的液体压力计算方法,以及受力面积的选取,属于压强部分的基础题型,易因混淆受力面积或液体压力计算出错。
【难度系数】
0.6
7. 如图6所示,容积相同的甲、乙两圆柱体容器(正视图)都装满水,放在水平桌面上,水的密度为$\rho$。
(1) 设甲容器的底面积为$S_1$,高为$h_1$,求甲容器中水对容器底部的压力$F_1$和水在容器底部产生的压强$p_1$。
(2) 设乙容器底面积为$S_2$,高为$h_2$,求乙容器中水对容器底部的压力$F_2$和水在容器底部产生的压强$p_2$。
(3) 比较上述压力、压强的大小关系。

(1) 设甲容器的底面积为$S_1$,高为$h_1$,求甲容器中水对容器底部的压力$F_1$和水在容器底部产生的压强$p_1$。
(2) 设乙容器底面积为$S_2$,高为$h_2$,求乙容器中水对容器底部的压力$F_2$和水在容器底部产生的压强$p_2$。
(3) 比较上述压力、压强的大小关系。
答案
7. (1) $F_1=\rho S_1 h_1 g$ $p_1=\rho g h_1$ (2) $F_2=\rho S_2 h_2 g$ $p_2=\rho g h_2$ (3) $F_1=F_2$ $p_1<p_2$
解析
【分析】
要解决这道题,需明确:液体对容器底部的压强用公式$ p=\rho gh $计算,液体对容器底部的压力用$ F=pS $(压强×底面积)计算;题目中甲乙容器容积相同,装满水时水的体积相等,结合体积公式$ V=Sh $可分析压力关系,再根据容器高度差异分析压强大小。
【解析】
(1) 甲容器中水对底部的压强:根据液体压强公式,$ p_1=\rho g h_1 $;
甲容器中水对底部的压力:$ F_1=p_1 S_1=\rho g h_1 · S_1=\rho S_1 h_1 g $;
(2) 乙容器中水对底部的压强:同理,$ p_2=\rho g h_2 $;
乙容器中水对底部的压力:$ F_2=p_2 S_2=\rho g h_2 · S_2=\rho S_2 h_2 g $;
已知甲、乙容器容积相同,装满水时水的体积相等,即$ V_1=V_2 $,由体积公式$ V=Sh $得$ S_1 h_1=S_2 h_2 $,因此$ \rho S_1 h_1 g=\rho S_2 h_2 g $,即$ F_1=F_2 $;
从图中可知乙容器高度$ h_2 > h_1 $,所以$ \rho g h_1 < \rho g h_2 $,即$ p_1 < p_2 $;
【答案】
(1) $ F_1=\rho S_1 h_1 g $,$ p_1=\rho g h_1 $;(2) $ F_2=\rho S_2 h_2 g $,$ p_2=\rho g h_2 $;(3) $ F_1=F_2 $,$ p_1<p_2 $
【知识点】
液体压强计算,液体压力计算,体积与底面积高度关系
【点评】
本题考查液体对容器底的压强和压力的计算,核心是掌握液体压强公式$ p=\rho gh $及液体压力与压强的关系$ F=pS $,需结合容器容积相同的条件分析压力,同时区分液体压力与固体压力的计算逻辑,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确:液体对容器底部的压强用公式$ p=\rho gh $计算,液体对容器底部的压力用$ F=pS $(压强×底面积)计算;题目中甲乙容器容积相同,装满水时水的体积相等,结合体积公式$ V=Sh $可分析压力关系,再根据容器高度差异分析压强大小。
【解析】
(1) 甲容器中水对底部的压强:根据液体压强公式,$ p_1=\rho g h_1 $;
甲容器中水对底部的压力:$ F_1=p_1 S_1=\rho g h_1 · S_1=\rho S_1 h_1 g $;
(2) 乙容器中水对底部的压强:同理,$ p_2=\rho g h_2 $;
乙容器中水对底部的压力:$ F_2=p_2 S_2=\rho g h_2 · S_2=\rho S_2 h_2 g $;
已知甲、乙容器容积相同,装满水时水的体积相等,即$ V_1=V_2 $,由体积公式$ V=Sh $得$ S_1 h_1=S_2 h_2 $,因此$ \rho S_1 h_1 g=\rho S_2 h_2 g $,即$ F_1=F_2 $;
从图中可知乙容器高度$ h_2 > h_1 $,所以$ \rho g h_1 < \rho g h_2 $,即$ p_1 < p_2 $;
【答案】
(1) $ F_1=\rho S_1 h_1 g $,$ p_1=\rho g h_1 $;(2) $ F_2=\rho S_2 h_2 g $,$ p_2=\rho g h_2 $;(3) $ F_1=F_2 $,$ p_1<p_2 $
【知识点】
液体压强计算,液体压力计算,体积与底面积高度关系
【点评】
本题考查液体对容器底的压强和压力的计算,核心是掌握液体压强公式$ p=\rho gh $及液体压力与压强的关系$ F=pS $,需结合容器容积相同的条件分析压力,同时区分液体压力与固体压力的计算逻辑,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
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