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:
- 液体因为重力而有重量。
- 某点的压强由该点上方液体的重量造成。
- 深度越大,上方的液体高度越大。
- 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
- **指出比较的对象:**哪两个点,哪一个更深。
- **说明原因:**上方液体的重量。
- **把深度和压强联系起来:**更深、上方液体更多、压强更大。
- 只有题目要求时才加数字,用 p = ρgh 或 Δp = ρgΔh。
- 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。