【标题】将图1所示的管道下端覆盖一层薄板,然后浸入水中。薄片不会因水压而掉落。如果将100克水注入管中,薄片就会脱落。下列哪种方法会导致薄片脱落( )
图1
一个。轻轻注入100g酒精
B.轻轻注入100g盐水
C. 轻轻地将 100 克重物放在片材上
D.以上三种方法均无效
要解决这个问题,首先要了解以下几点:
1、管子下面的薄片之所以一开始不落下,是因为它受到了容器内的水向上的压力(压力使它保持向上);
2.当物体放入管中时,它将对片材施加向下的压力。当这个压力大于容器内的水对片材施加的向上压力时初中物理压强选择题,片材就会下落;
3.将100克水放入管中对片材施加的向下压力与100克水施加的重力之间的关系;
4. A、B、C 三个选项中 100g 物体对片材施加的向下压力与 100g 水对片材施加的向下压力之间的关系。
在解决这个问题之前,我们先来看看这个问题:
例1 如图2所示,如果将等质量的汞、水和酒精倒入三个相同的容器中,则容器底部的压力为( )
图2
一个。 p↓A>p↓B>p↓C
B. p↓A<p↓B<p↓C
C、p↓A=p↓B=p↓C
D、无法确定
【分析】液体产生的压力与液体的密度和深度有关。在这个问题上,三者的密度不同初中物理压强选择题,深度也不同。而且密度越高深度越低,所以压力无法比较。由于容器的形状不是圆柱形,无法通过重力除以面积来计算,但我们可以想办法将其改为圆柱形。在这种情况下,使用切割和修复方法。
所谓切补法,就是在不改变物体大小的情况下,将一个物体进行分割并移动,以达到某种目的,使解决问题更加方便。
如图3所示,将容器沿AC直线分成两部分,然后将切割部分ACE移至FDB。此时,它变成一个圆柱形容器,所装液体的体积不发生变化,压力可以用重力与底部面积的比值来表示,即:p=F/S=G/S。所盛液体的体积越大,液体的深度越深,运动后形成的圆柱形容器的底部面积就越大。三种液体的质量相等,重力也相等,因此体积越大网校头条,压力越低。也就是说,密度越低,压力越低。正确答案是选择A。
图3
进一步分析上述三个容器底部区域压力之间的关系可以发现:
由于三个容器的底部面积相等,由F=pS得出,密度较小的液体对容器底部面积施加的压力较小。
由此还可以得出,液体在容器底部产生的压力可以用F=pS计算,但不能用F=G计算。
上述分析总结如下:
当相同质量的不同液体放入底部面积相同且顶部大于底部的容器中时,密度较小的液体对容器底部面积的压力较小。
进一步推理得出:
当相同质量的不同液体放入底部面积相同且顶部小于底部的容器中时,密度较小的液体对容器底部面积施加的压力较大。
我们用图4来分析“管子里放入100克水对片材施加的向下压力与100克水施加的重力之间的关系”。
图4
【分析】如果①②两张图都充满了水,则由图③可知G↓2=G↓1+G↓3+G↓4,所以G↓1<G↓2;但是两个容器中的水的深度是相同的。由p=ρ↓水gh可知,两个容器底部的压力相等。由于两个容器的底部面积相等,均为S。由F=pS可知,两个容器底部的压力相等,均为F。=pS=ρ↓↓。
我们看一下②中G↓2=m↓2g=ρ↓水Vg=ρ↓水h↓水Sg中水面的重力。
即F=G↓2,即F>G↓1。
换句话说,100克水产生的压力大于100克水施加的重力。
因此,只要插入物体产生的压力大于管内100g水对片材施加的压力,片材就会掉落。
【答案】根据我们上面的推理,“当相同质量的不同液体放入底部面积相同且顶部小于底部的容器中时,密度较小的液体对底部面积的压力容器更大。”我们知道,
盐水的密度大于水,因此100g酒精对容器底部区域的压力小于100g水对容器底部区域的压力,所以选项B不可行;
我们知道,固体在水平面上所受的压力等于它所受到的重力。因此,“在片材上轻轻放置100克重物”。此时片材上的压力等于100g水的重力,小于100g水对片材的作用力。板材不会因压力而脱落,因此选项C不可行。
由上式可知,D选项错误。
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