液體壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、流體壓強(qiáng)

張霞

[考點(diǎn)提煉]

考點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)

解題思路：了解液體壓強(qiáng)的4個(gè)特點(diǎn)：（1）液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)； （2）在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；（3）液體密度一定時(shí)，深度越深，壓強(qiáng)越大；（4）在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。

實(shí)驗(yàn)的常見考點(diǎn)有以下6點(diǎn)。（1）壓強(qiáng)計(jì)氣密性的檢查，手輕按橡皮膜，U形管液面變化明顯。（2）實(shí)驗(yàn)前U形管液面是相平的，如果不平應(yīng)拔下膠管重新組裝。（3）判斷液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法：U形管液面高度差（轉(zhuǎn)換法）。（4）用控制變量法選擇實(shí)驗(yàn)裝置：研究各個(gè)方向時(shí)，應(yīng)控制深度和液體密度相同；研究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系，要控制同種液體；研究液體壓強(qiáng)與密度關(guān)系，要控制深度相同。（5）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：液體壓強(qiáng)特點(diǎn)。（6）結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較壓強(qiáng)或計(jì)算或說明液體壓強(qiáng)的應(yīng)用，例如攔河大壩修建成上窄下寬的形狀、連通器等。

易錯點(diǎn)：不注意控制變量。

解題要點(diǎn)：熟練掌握液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。

考點(diǎn)2：液體壓強(qiáng)的比較與計(jì)算

解題思路：比較液體對容器底的壓力和壓強(qiáng)時(shí)，無論容器是什么形狀，先比壓強(qiáng)后比壓力。先利用液體壓強(qiáng)公式p = ρ液gh比壓強(qiáng)，ρ液相同比h，h越大，p越大；h相同比ρ液，ρ液越大，p越大。再利用公式F = pS比壓力，p相同比S，S越大F越大；S相同比p，p越大F越大。若發(fā)現(xiàn)p和S一個(gè)大、一個(gè)小時(shí)，再看容器的形狀，比較壓力F和G液的關(guān)系，上細(xì)下粗的容器，F(xiàn) > G液；上下粗細(xì)均勻的容器，F(xiàn) = G液；上粗下細(xì)的容器，F(xiàn) < G液。

易錯點(diǎn)：上下粗細(xì)不同的容器，用F = G液比較液體對容器底的壓力。

解題要點(diǎn)：比較液體對容器底的壓力和壓強(qiáng)時(shí)，先比壓強(qiáng)p后比壓力F；比較容器對支持面的壓力和壓強(qiáng)時(shí)，先用F = G（容器重+液體重+容器內(nèi)物體）比較壓力F，后用p = [FS]比較壓強(qiáng)p。

考點(diǎn)3：應(yīng)用液體壓強(qiáng)公式進(jìn)行計(jì)算

解題思路：熟練掌握液體壓強(qiáng)公式p = ρgh。

易錯點(diǎn)：計(jì)算錯誤。

解題要點(diǎn)：注意h的單位用m，熟記公式p = ρgh和科學(xué)記數(shù)法。

考點(diǎn)4：識別連通器

解題思路：上端開口、下端連通的容器叫作連通器，連通器的特點(diǎn)是當(dāng)液體不流動時(shí)，連通器各部分中的液面高度總相同。了解生活中常見的連通器：船閘、水壺、U形“反水彎”、鍋爐水位計(jì)、地漏等。

易錯點(diǎn)：有部分連通的就認(rèn)為是連通器。

解題要點(diǎn)：看是否符合上端開口、下端連通的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

考點(diǎn)5：大氣壓強(qiáng)

解題思路：要證明大氣壓的存在，先要使容器內(nèi)部氣壓變小，在外部大氣壓作用下才會產(chǎn)生一些現(xiàn)象，例如馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、紙片托水實(shí)驗(yàn)、瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)等。大氣壓隨海拔高度的增加而減小。氣壓越低，水的沸點(diǎn)越低。

易錯點(diǎn)：忽略水銀氣壓計(jì)和自制氣壓計(jì)液柱隨海拔高度變化。

解題要點(diǎn)：水銀氣壓計(jì)是大氣壓托住玻璃管中的水銀，海拔高度增加時(shí)大氣壓變小，托起的水銀柱變低。自制氣壓計(jì)是瓶內(nèi)的氣壓大于外界的大氣壓，才把水壓入細(xì)管內(nèi)，當(dāng)外界大氣壓隨海拔高度增加而變小時(shí)，瓶內(nèi)氣壓會使水柱升高。

考點(diǎn)6：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

解題思路：熟記流體流速越快的位置壓強(qiáng)越小這一規(guī)律。了解生活中常見的可用這一規(guī)律解釋的實(shí)例：飛機(jī)的機(jī)翼、站臺上的安全線、并排行駛的船只不能靠太近等。

易錯點(diǎn)：規(guī)律記反了。

解題要點(diǎn)：熟記規(guī)律。

[真題精講]

例1 （2022·安徽）如圖1，為探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)，取一個(gè)空的透明塑料瓶，在瓶口扎上橡皮膜，將塑料瓶浸在液體中，橡皮膜向瓶內(nèi)凹進(jìn)得越多，表明液體的壓強(qiáng)越大。

（1）將塑料瓶豎直浸入水中，第一次瓶口朝上（如圖甲），第二次瓶口朝下（如圖乙），兩次塑料瓶在水里的位置相同。圖乙中的橡皮膜凹進(jìn)得更多，則可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：同種液體中， ，液體的壓強(qiáng)越大。

（2）若用體積相同的酒精（ρ酒精 < ρ水）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖丙所示，塑料瓶在酒精里的位置與圖乙相同，則圖 ? （選填“乙”或“丙”）中的橡皮膜凹進(jìn)得更多。

解析：（1）橡皮膜朝下時(shí)，浸入液體的深度大，橡皮膜凹得更明顯，說明在液體密度一定時(shí)，深度越深，壓強(qiáng)越大，液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；（2）若用體積相同的酒精（ρ酒精 < ρ水）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，橡皮膜的深度相同，根據(jù)p = ρgh可知，橡皮膜在水中受到的壓強(qiáng)大，所以乙中的橡皮膜凹進(jìn)得更多。答案：（1）深度越深 （2）乙。

例2 （2022·湖南·常德）將未裝滿水且密閉的礦泉水瓶先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如圖２所示，兩次放置時(shí)，瓶底和瓶蓋對桌面的壓強(qiáng)分別是pA和pB，水對瓶底和瓶蓋的壓力分別為FA和FB，則（ ）。

A. pA > pB，F(xiàn)A > FB? ? ? ? ? ? B. pA < pB，F(xiàn)A = FB

C. pA < pB，F(xiàn)A > FB? ? ? ? ? ? D. pA = pB，F(xiàn)A < FB

解析：要比較瓶底和瓶蓋對桌面的壓強(qiáng)，先用F = G比較壓力，正放和倒放G不變，F(xiàn)相等，由p = [FS]，可知F相等時(shí)，面積S小，壓強(qiáng)p大，所以pA < pB。正放時(shí)，水上下粗細(xì)相同，F(xiàn)A = G；倒放時(shí)，水上粗下細(xì)，F(xiàn)B < G，由于水的重力G不變，所以FA > FB 。答案：C。

例3 （2022·遼寧·撫順·葫蘆島）如圖3是我國首艘10萬噸級智慧漁業(yè)大型工船“國信1號”。海面下2 m深處海水的壓強(qiáng)為______Pa。（g取10 N/kg，ρ海水取1.0 × 103 kg/m3）

解析：p = ρgh = 1.0 × 103 kg/m3 × 10 N/kg × 2 m = 2 × 104 Pa。

例4 （2022·遼寧·撫順·葫蘆島）中考過后，小鵬去森林公園游玩，他帶著自制的氣壓計(jì)（如圖4所示），到達(dá)山頂時(shí)，液柱高度會______。

答案：升高

例5 水沸騰后把燒瓶從火焰上拿開，水會停止沸騰。迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，如圖5所示。發(fā)現(xiàn)水重新沸騰起來。這是因?yàn)闊績?nèi)水面上方的氣壓______（選填“增大”或“減小”）的緣故。

答案：減小

例6 （2022·遼寧·撫順·葫蘆島） 2022年2月15日，在北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺決賽中，我國運(yùn)動員蘇翊鳴獲得金牌。如圖6為比賽時(shí)的情景，下列說法正確的是（ ）。

A. 蘇翊鳴在空中旋轉(zhuǎn)的過程中一直處于平衡狀態(tài)

B. 從高處沿坡道加速下滑的過程中，蘇翊鳴的動能增大

C. 加速下滑時(shí)，蘇翊鳴身旁的空氣流速變大，壓強(qiáng)變大

D. 蘇翊鳴最終落到地面，是因?yàn)樗哂袘T性

答案：B