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[物理]巧用规律 妙解难题            【字体:
[物理]巧用规律 妙解难题
作者:佚名    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2007-7-18    
  粗细均匀的柱形容器盛装液体时,液体对容器底部所产生的压力等于液体的重。我们运用此规律,可以解答一些压强难题。

  例1如图1所示,两个相同的量筒中,分别盛有质量相等的水和酒精,设到筒底距离相等的两点M、N处的压强分别为pM、pN,则

  (A)pM>pN(B)pM 
  (C)pM=pN(D)无法判断

  分析由图可知M点深度小于N点深度,而水的密度大于酒精的密度,无法用液体压强公式直接比较。注意到量筒是上下粗细均匀的容器,液体对量筒底部的压力等于液体的重。所以,当两只量筒中盛装质量相等的水和酒精时,量筒底所受液体压力大小相等,而两只量筒的底面积相等,由公式p=FS

  可知两只量筒底所受液体压强相等。

  设M、N两点到筒底的距离均为h,则

  pM=p底-ρ水gh,pN=p底-ρ酒精gh,

  ∵ρ水>ρ酒精∴pM 
  所以,本题应选答案为(B).

  例2两个完全相同的甲、乙容器中,分别盛有质量相等的水和酒精,如图2所示.设容器底受到的水和酒精的压强分别为p甲和p乙,比较它们的大小则有

  (A)p甲>p乙(B)p甲=p乙

  (C)p甲 
  分析甲容器中所装的水比乙容器中所装的酒精密度大,但水的深度比酒精大,所以无法直接用液体压强公式p=ρgh比较.但是我们可以构建柱形容器,再由柱形容器的压力规律来判断。

  假想将容器的凸起部分沿上下圆柱壁面切除,如图3所示,构建成上下粗细均匀的容器,此时液体对容器底部的压力大小不变,但等于构建成的柱形容器所装的液体重。

  设原来容器中水和酒精的质量均为m,容器凸起部分体积为V凸,则甲容器中水对容器底的压力F甲=mg-ρ水gV凸乙容器中酒精对容器底的压力F乙=mg-ρ酒gV凸,∵ρ水>ρ酒

  ∴F甲 
  由公式p=FS可知:p甲 
  所以,本题应选答案为(C).

  例3有两个完全相同的容器,形状如图4所示,现在两容器中分别盛有相等质量的盐水和水,液面均过aa’线但未溢出。设两容器底受到盐水和水的压强分别为p1和p2,则p1、p2的大小的比较,下列说法中正确的是

  (A)p1>p2(B)p1 
  (C)p1=p2(D)条件不足,无法比较

  分析盐水密度大于水的密度,相等质量的盐水和水分别装在两只相同容器中时,盐水深度小于水的深度,无法用液体压强公式直接比较.我们也可以构建柱形容器,再由柱形容器的压力规律来比较。

  假想将容器的凹陷部分沿圆柱壁面填补,如图5所示,构建成上下粗细均匀的柱形容器,此时液体对容器底部的压力大小不变,但等于构建成的柱形容器中所装的液体重。

  设原来容器中盐水和水的质量均为m,容器凹陷部分体积为V凹,则盐水对容器底的压力F1=mg+ρ盐水gV凹,水对容器底的压力

  F2=mg+ρ水gV凹∵ρ盐水>ρ水

  ∴F1>F2,又∵S甲=S乙,由公式p=FS

  可知:p1>p2

  所以,本题应选答案为(A) 
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