“液體壓強”例析

張春紅

一、著名的裂桶實驗

1.探究液體內部壓強的規律

例1 如圖1，研究液體內部的壓強方向.觀察倒水后橡皮膜的變化情況，你能得到什么結論？

解析 液體壓強產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，將無壓強可言.由于液體具有流動性，它所產生的壓強具有這樣的特點：液體除了對容器底部產生壓強外，還對“限制”它流動的側壁產生壓強.據第一個橡皮膜向下、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.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.

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

（1）如何使用壓強計？

（2）比較①②兩幅圖，可以得出：液體內部壓強大小跟液體的 有關；

（3）比較⑤⑥兩幅圖，可以得出：液體內部壓強大小還跟液體的 有關；

（4）比較③④⑤三幅圖，你還可以得出什么結論？ .

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解析 實驗室里，測量液體和氣體壓強的儀器，用U形管壓強計，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，管內裝有水或水銀，當橡皮膜受到的壓強為零時，U形管兩邊液面相平（在同一水平線上），當橡皮膜受到壓強作用時，兩管內液面產生高度差，壓強越大，兩液面高度差越大，因此由兩管內液面的高度差可知被測壓強的大小.①②兩幅圖金屬盒所在深度相同，液體密度不同，受到的壓強也不同.所以液體內部壓強大小與液體的密度有關；⑤⑥兩幅圖液體密度相同，金屬盒所在深度不同，受到的壓強也不同.所以液體內部壓強大小與液體的深度有關；③④⑤圖液體密度相同，金屬盒所在深度相同，但方向不同，而受到的液體壓強相同.所以結論為：同種液體，同一深度，向各個方向的壓強都相等.答案為：（1）略；（2）密度；（3）深度；（4）同種液體，同一深度，向各個方向的壓強都相等.

2.液體內部壓強的應用

例3 如圖3所示的試管內裝有一定量的水，當試管豎直放置如（a）圖，水對管底的壓強為p1；當管傾斜放置如（b）圖，水對管底的壓強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的影響.當管傾斜放置后，圖（a）（b）比較，試管中液體的長度沒有變化，但深度變為h2，h2

例4 如圖4所示，甲、乙、丙三個容器（容器重忽略不計）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和壓力最大？

點評 液體的壓強只與液體的密度和深度有關，與液體的盛裝液體容器的形狀、大小等無關.

解析 從裂桶這個現象可以看出倒入的幾杯水使水桶受到的壓強產生了很大的變化，然后再將倒入這幾杯水造成的變化與液體壓強的特點聯系起來進行分析，即可得到答案.倒入幾杯水后，水的質量雖然變化，由于是一根細管，所以倒入幾杯水后，細管中水的深度增加很多，根據液體壓強的特點可知：液體壓強隨著深度的增加而增大，所以這一實驗表明影響液體內部壓強大小的因素是液體的深度.故選B.

“蛟龍號”是中國自行設計、集成創新、擁有自主知識產權的第一臺深海載人潛水器.“蛟龍號”載人潛水器設計最大下潛深度為7000米，工作范圍可覆蓋全球海洋區域的99.8%.2012年6月27日，中國載人深潛器“蛟龍號”7000米級海試最大下潛深度達7062米，再創中國載人深潛紀錄.根據液體壓強公式，在這樣的深海環境下作業，潛艇要承受巨大的海水壓強，因此，核潛艇的外殼要用高強度的特殊材料制成.

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.點滴吊瓶的奧秘

用鹽水吊瓶給病人靜脈注射藥液，俗稱打點滴.注射時，鹽水瓶是密封倒掛的，瓶口裝有兩根細管，一根是帶注射針頭的連通細管，另一根是通氣管.當瓶內藥液通過針頭流出時，造成液面真空，空氣便不斷地經通氣管向瓶內補充.在通氣管上，有一點滴泡可觀察藥液的滴速，便于調節注射速度；另一方面我們根據液體壓強公式，可以將改變點滴吊瓶的高度來調節注射速度.我們打吊針時有時會回血，這是因為血液循環體產生了壓力，壓強大于體外的大氣壓，產生了回血現象，所以要抬高吊瓶，增大液體壓強將藥液壓入人體.