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解释压强随深度变化的原因

你会用公式计算压强,但解释题要的是用文字写出推理。

本页内容
  1. 怎样才算好的解释?
  2. 回答深度题的步骤
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

液体压强随深度增加,是因为某点上方的液体有重量。点越深,上方的液体越多,压强就越大。完整的答案还应说明:在同一点,压强向各个方向都相等。

这一课建立在计算液体压强之上,把公式变成考试要求的文字推理。

怎样才算好的解释?

好的解释是一条简短、环环相扣的陈述链。对深度来说,这条链是:

  1. 液体因为重力而有重量。
  2. 某点的压强由该点上方液体的重量造成。
  3. 深度越大,上方的液体高度越大。
  4. 所以压强更大。在 p = ρgh 中,p 与 h 成正比。

还有两个有用的事实。在同一种液体的同一深度,各个方向的压强相同。另外,液体很难被压缩,所以密度随深度几乎不变。

回答深度题的步骤

  1. **指出比较的对象:**哪两个点,哪一个更深。
  2. **说明原因:**上方液体的重量。
  3. **把深度和压强联系起来:**更深、上方液体更多、压强更大。
  4. 只有题目要求时才加数字,用 p = ρgh 或 Δp = ρgΔh。
  5. 检查你有没有把容器宽度或总体积当作原因。

例题

一位潜水员在淡水中从 5.0 m 深处下潜到 12.0 m 深处。解释为什么 12.0 m 处压强更大,然后求水造成的压强增加量。取 ρ = 1000 kg/m³,g = 10 N/kg。(自编示例数据。)

**解释:**在 12.0 m 处,潜水员上方的水柱更高。这些水的重量压在每一平方米上,所以水造成的压强更大。

**步骤 1,5.0 m 处的压强:**1000 × 10 × 5.0 = 50 000 Pa。

**步骤 2,12.0 m 处的压强:**1000 × 10 × 12.0 = 120 000 Pa。

**步骤 3,差值:**120 000 − 50 000 = 70 000 Pa。

**用深度变化检查:**Δh = 12.0 − 5.0 = 7.0 m,1000 × 10 × 7.0 = 70 000 Pa。两种方法结果一致。

要留意的错误

常见的解释是说底部压强更大,因为总共有更多的水。

错误答案:“湖底的压强比较大,因为湖里的水比小池塘多。”

这是在比较水的总量,而不是深度。

纠正方法是讲该点上方的液体高度:“深度更大,所以每平方米上方的液体重量更大。”宽而浅的湖比窄而深的管子装的水多,但管子底部的压强反而更大。

自我检测

取 g = 10 N/kg。

1. 在一个高瓶子的侧面,分别在 10 cm、20 cm 和 30 cm 深处钻了三个小孔。哪一个孔喷得最远?为什么?

显示答案

**最低的孔(30 cm)**喷得最远。那里的压强最大,因为上方的水柱最高,水被推出的速度最快。

2. 水在 40 m 深处造成的压强是在 10 m 深处的多少倍?

显示答案

p 与 h 成正比,所以比值是 40 ÷ 10 = 4 倍。检查:1000 × 10 × 40 = 400 000 Pa,1000 × 10 × 10 = 100 000 Pa,400 000 ÷ 100 000 = 4。

3. 两个形状不同的容器装着同一种液体,深度相同。比较它们底部的压强。

显示答案

压强相等,因为 p = ρgh,而液体、g 和深度都相同。容器的形状和体积无关。

接下来学什么

下一步,在图示中使用压强差:压强计类题目。如果单位仍然出问题,请看需要力时不要用质量。

按正确的顺序、用正确的词语来解释,是老师可以示范、再在你自己的答案中检查的技能。这是线上一对一物理补习的一部分。

常见问题

为什么压强会随深度增加?

深度越大,该点上方的液体越多。这段液柱的重量压在每一单位面积上,所以压强更大。用公式来看,p = ρgh 中 h 变大,在液体和 g 不变时,p 与深度成正比地增加。

压强只向下作用吗?

不是。在液体中的某一点,压强向各个方向都相等,对容器壁则垂直于器壁。所以瓶子侧面的小孔仍会把水向外喷出,而最低的小孔喷得最远。

在同样深度,更大的水体压强会更高吗?

不会。在同一种液体的同一深度,压强相等,与总体积无关。小水箱和大湖在 3 m 深处压强一样。决定压强的是深度、密度和 g,而不是液体的总量。

更新于:

下一步

如果你的计算没问题,书面解释却总是丢分,一对一的老师可以和你一起读你的答案,指出推理链中缺了哪一环。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

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