“液體壓強(qiáng)”例析

張春紅

一、著名的裂桶實(shí)驗(yàn)

1.探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律

例1 如圖1，研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)方向.觀察倒水后橡皮膜的變化情況，你能得到什么結(jié)論？

解析 液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用.若液體在失重的情況下，將無壓強(qiáng)可言.由于液體具有流動性，它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)具有這樣的特點(diǎn)：液體除了對容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)外，還對“限制”它流動的側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng).據(jù)第一個橡皮膜向下、第二個橡皮膜方向向右，可知液體由于受到重力作用對容器底部有壓力，因此對容器底部存在壓強(qiáng).液體具有流動性，對容器壁有壓力，因此液體對容器壁也存在壓強(qiáng).

例2 圖2是老師在演示液體內(nèi)部壓強(qiáng)情況的六幅圖，除②圖杯中裝的是濃鹽水外，其余杯里裝的都是水.請你仔細(xì)觀察這六幅圖后回答：

（1）如何使用壓強(qiáng)計(jì)？

（2）比較①②兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小跟液體的 有關(guān)；

（3）比較⑤⑥兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小還跟液體的 有關(guān)；

（4）比較③④⑤三幅圖，你還可以得出什么結(jié)論？ .

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解析 實(shí)驗(yàn)室里，測量液體和氣體壓強(qiáng)的儀器，用U形管壓強(qiáng)計(jì)，它由一小金屬盒（上面蒙有一層薄橡皮膜）和U形玻璃管組成，管內(nèi)裝有水或水銀，當(dāng)橡皮膜受到的壓強(qiáng)為零時(shí)，U形管兩邊液面相平（在同一水平線上），當(dāng)橡皮膜受到壓強(qiáng)作用時(shí)，兩管內(nèi)液面產(chǎn)生高度差，壓強(qiáng)越大，兩液面高度差越大，因此由兩管內(nèi)液面的高度差可知被測壓強(qiáng)的大小.①②兩幅圖金屬盒所在深度相同，液體密度不同，受到的壓強(qiáng)也不同.所以液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān)；⑤⑥兩幅圖液體密度相同，金屬盒所在深度不同，受到的壓強(qiáng)也不同.所以液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體的深度有關(guān)；③④⑤圖液體密度相同，金屬盒所在深度相同，但方向不同，而受到的液體壓強(qiáng)相同.所以結(jié)論為：同種液體，同一深度，向各個方向的壓強(qiáng)都相等.答案為：（1）略；（2）密度；（3）深度；（4）同種液體，同一深度，向各個方向的壓強(qiáng)都相等.

2.液體內(nèi)部壓強(qiáng)的應(yīng)用

例3 如圖3所示的試管內(nèi)裝有一定量的水，當(dāng)試管豎直放置如（a）圖，水對管底的壓強(qiáng)為p1；當(dāng)管傾斜放置如（b）圖，水對管底的壓強(qiáng)p2，比較p1、p2的大小，則（ ）.

A.p1>p2

B.p1

C.p1=p2

D.條件不足，無法判斷

解析 此題考查深度變化對壓強(qiáng)的影響.當(dāng)管傾斜放置后，圖（a）（b）比較，試管中液體的長度沒有變化，但深度變?yōu)閔2，h2

例4 如圖4所示，甲、乙、丙三個容器（容器重忽略不計(jì)）底面積都相同、高度也相同，如果三個容器都裝有同種液體，那么哪個容器底部受到液體的壓強(qiáng)和壓力最大？

點(diǎn)評 液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān)，與液體的盛裝液體容器的形狀、大小等無關(guān).

解析 從裂桶這個現(xiàn)象可以看出倒入的幾杯水使水桶受到的壓強(qiáng)產(chǎn)生了很大的變化，然后再將倒入這幾杯水造成的變化與液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)聯(lián)系起來進(jìn)行分析，即可得到答案.倒入幾杯水后，水的質(zhì)量雖然變化，由于是一根細(xì)管，所以倒入幾杯水后，細(xì)管中水的深度增加很多，根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)可知：液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大，所以這一實(shí)驗(yàn)表明影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素是液體的深度.故選B.

“蛟龍?zhí)枴笔侵袊孕性O(shè)計(jì)、集成創(chuàng)新、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的第一臺深海載人潛水器.“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米，工作范圍可覆蓋全球海洋區(qū)域的99.8%.2012年6月27日，中國載人深潛器“蛟龍?zhí)枴?000米級海試最大下潛深度達(dá)7062米，再創(chuàng)中國載人深潛紀(jì)錄.根據(jù)液體壓強(qiáng)公式，在這樣的深海環(huán)境下作業(yè)，潛艇要承受巨大的海水壓強(qiáng)，因此，核潛艇的外殼要用高強(qiáng)度的特殊材料制成.

2.瞧一瞧，多么漂亮的深海魚，它們在深海盡情地暢游，多么自由.可是為什么在海鮮市場里可以看到活的淺水魚，而看不到活的深海魚呢？

4.點(diǎn)滴吊瓶的奧秘

用鹽水吊瓶給病人靜脈注射藥液，俗稱打點(diǎn)滴.注射時(shí)，鹽水瓶是密封倒掛的，瓶口裝有兩根細(xì)管，一根是帶注射針頭的連通細(xì)管，另一根是通氣管.當(dāng)瓶內(nèi)藥液通過針頭流出時(shí)，造成液面真空，空氣便不斷地經(jīng)通氣管向瓶內(nèi)補(bǔ)充.在通氣管上，有一點(diǎn)滴泡可觀察藥液的滴速，便于調(diào)節(jié)注射速度；另一方面我們根據(jù)液體壓強(qiáng)公式，可以將改變點(diǎn)滴吊瓶的高度來調(diào)節(jié)注射速度.我們打吊針時(shí)有時(shí)會回血，這是因?yàn)檠貉h(huán)體產(chǎn)生了壓力，壓強(qiáng)大于體外的大氣壓，產(chǎn)生了回血現(xiàn)象，所以要抬高吊瓶，增大液體壓強(qiáng)將藥液壓入人體.