2026年学习之友八年级物理下册北师大版第35页答案
9. 如图8-2-7所示,水平桌面上两个完全相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,它们对容器底的压力相等。若在两容器中再分别加入部分原液体(液体不溢出)。

小明认为:若加入的质量相等,甲对容器底的压强一定等于乙。
小红认为:若加入的体积相等,甲对容器底的压强一定大于乙。
请你分别推导证明小明和小红的观点是否正确。

答案

解析

【解析】
柱形容器中,液体对容器底的压力等于液体自身重力,由题意知初始时甲、乙对容器底压力相等,故$ G_甲 = G_乙 $,即$ m_甲 = m_乙 $;由图可知$ V_甲 < V_乙 $,根据密度公式$ \rho = \frac{m}{V} $,可得$ \rho_甲 > \rho_乙 $。
一、推导小明的观点
若加入的液体质量相等,即$ \Delta m_甲 = \Delta m_乙 = \Delta m $:
1. 总质量:$ m_{甲总} = m_甲 + \Delta m $,$ m_{乙总} = m_乙 + \Delta m $,因$ m_甲 = m_乙 $,故$ m_{甲总} = m_{乙总} $;
2. 总重力:$ G_{甲总} = m_{甲总}g $,$ G_{乙总} = m_{乙总}g $,因此$ G_{甲总} = G_{乙总} $;
3. 柱形容器中液体对容器底的压力等于重力,故$ F_{甲总} = G_{甲总} $,$ F_{乙总} = G_{乙总} $,即$ F_{甲总} = F_{乙总} $;
4. 两容器底面积$ S $相同,根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,可得$ p_{甲总} = \frac{F_{甲总}}{S} $,$ p_{乙总} = \frac{F_{乙总}}{S} $,因此$ p_{甲总} = p_{乙总} $。
综上,小明的观点正确。
二、推导小红的观点
若加入的液体体积相等,即$ \Delta V_甲 = \Delta V_乙 = \Delta V $:
1. 加入液体的质量:根据$ \Delta m = \rho \Delta V $,因$ \rho_甲 > \rho_乙 $,故$ \Delta m_甲 = \rho_甲 \Delta V > \Delta m_乙 = \rho_乙 \Delta V $;
2. 总质量:$ m_{甲}' = m_甲 + \Delta m_甲 $,$ m_{乙}' = m_乙 + \Delta m_乙 $,因$ m_甲 = m_乙 $,故$ m_{甲}' > m_{乙}' $;
3. 总重力:$ G_{甲}' = m_{甲}'g $,$ G_{乙}' = m_{乙}'g $,因此$ G_{甲}' > G_{乙}' $,即$ F_{甲}' = G_{甲}' > F_{乙}' = G_{乙}' $(柱形容器压力等于重力);
4. 两容器底面积$ S $相同,根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,可得$ p_{甲}' = \frac{F_{甲}'}{S} $,$ p_{乙}' = \frac{F_{乙}'}{S} $,因此$ p_{甲}' > p_{乙}' $。
综上,小红的观点正确。
【答案】
小明的观点正确,推导如上;小红的观点正确,推导如上。
【知识点】
柱形容器液压与重力的关系;密度公式应用;压强公式应用
【点评】
本题聚焦柱形容器中液体压力、压强的动态变化分析,关键在于利用“柱形容器中液体对底部压力等于液体重力”的特点,结合密度、压强公式,对不同加入条件(质量、体积相等)分别推导,需理清初始状态下液体质量、密度的关系,逻辑严谨性要求较高。
【难度系数】
0.6