版块9 压强 专题9-5 薄片脱落问题 （教师版） 初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲

专题9-5 薄片脱落问题 知识· 解读 薄片脱落的问题，其本质就是受力平衡的问题。所以要对薄片受力分析，若不考虑薄片 的重力，那么： F 向上=F 向下，在液体中，根据 ， 。所以：p 向上S=p 向下S。则我们只需比较压强 即可。 那么，根据液体压强公式：p=ρ 液g，压强一定时，液体密度与深度成反比，则有： 。 典例· 解读 第 1 页 / 共 7 页 例1 、如图所示的管子，下端用一薄片盖住后浸入水中，薄片因水的压 力而不落下．若向管中注入200g 水后，恰能使薄片脱落．下列几种 做法能使薄片不脱落的是( ) 、轻轻注入200g 酒精 B 、轻轻注入200g 水银 、在薄片上轻轻放上一个200g 砝码 D 、以上三种方法都不行 【答】 【解析】其中的液体为圆台状，其体积：V=（S 上+S 下） /2 因V=m/ρ，故 （S 上+S 下） /2= m/ρ。 因此 =2m/[ρ（S 上+S 下）] 而底部受到的压强：p=ρg 故： p =2mg/（S 上+S 下）（其中：S 上＜S 下） S 下不变，倒入水时S 上=S 水 水银密度比水大，所以S 水银＞S 水 从p=2mg/（S 上+S 下）可知：p 水银＜p 水 可见：倒入水银后，薄片不会脱落。 由F= p S 知，倒入150g 水银产生的压力小于倒入200g 水产生的压力 , 而砝码是固体，p =mg/S 下＜2mg/（S 上+S 下） 也就是说200 克砝码产生的压力小于倒入200g 水产生的压力 综上，只有酒精密度比水小，倒入相同质量，液面较高，S 上较小，由P=2mg/（S 上+S 下） 可知，p 酒精＞p 水，所以注入同质量酒精能使薄片下落。 注：此题也可用割补法来进行分析，大家可以试试看，或许更简便喔！ 第 2 页 / 共 7 页 例2 、如图所示，左右两柱形玻璃管形状、大小均相同，分别注入水和煤 油，放在水平桌面上。水和煤油对玻璃管底部的压强相等。两管距离底 部相同高度的地方通过水平细管相连，细管中的阀门位于水平管中央， 将水和煤油隔离，两管中的液面水平。当阀门打开瞬间，细管中的液体 （ ） ．向左流动 B ．向右流动 ．不动 D ．水向右流动，煤油向左流动 1 2 例2 图 水 煤油 【答】 【解析】①以细管中的阀门为研究对象。水和煤油分别对他有向右和向左的压强。 ②水和煤油对玻璃管底部的压强相等。可以把液体的压强分为两部分：水平管以下和水平管 以上。 ③在水平管以下，因为深度相同，ρ 水＞ρ 油，所以水的压强大于煤油的压强P 下水＞P 下油。 根据P 水=P 下水+ P 上水，P 油=P 下油+ P 上油， 因为P 水=P 油 ，P 下水＞P 下油，所以P 上水＜P 上油，即在水平管以上，水的压强小于煤油的 压强。 即水对阀门的压强小于煤油对阀门的压强。当阀门打开瞬间，细管中的液体向左流动。 培优· 训练 1、如图所示，轻质薄片刚要脱落，则油的密度是（ ） ．ρ/2 B．ρ/3 ．ρ/4 D．无法确定，因横截面积不知 第 3 页 / 共 7 页 第1 题图 第2 题图 2、在U 形玻璃管中间锁定一块薄塑料片，往左右两边加入等体积的水和盐水，然后将薄 塑料片解除锁定，塑料片将（ ） 静止不动 B 向左运动 向右运动 D 无法判断 3、如图所示，在玻璃槽中装有水，为两端开口的玻璃管，B 为塑料片（质量不计），B 在 水面下的深度为18m，向管内缓缓注入密度为12×103kg／m3的硫酸铜溶液，当塑料片恰好 脱落时，玻璃管内液柱高度为（ ） 、18m B 、15m 、12m D、216m 第3 题图 4、一支两端开口的玻璃管，下端附一塑料薄片，竖直浸入水中20 厘米深处，如果在管中 缓慢注入某种液体，当该液面超出水面5 厘米时，薄片刚好落下，该液体的密度是多大？ 第 4 页 / 共 7 页 油 2 水密度为ρ 盐水 水 B 5、如图所示，一支两端开口的玻璃管，下端附一塑料薄片，竖直浸入水中22m 深处，如 果在管中缓慢地注入某种密度为088×103kg/m3的液体，当该液面离水面至少多高，薄片就 会落下？ 6、将一块比管口稍大的薄塑料片堵在两端开口的玻璃管下端后插入水槽中同一深度处，从 上端开口处分别向管内注入不同的液体，当液体注入到一定深度时塑料片恰好脱离管口下 落，如图（）、（b）、（）所示．如果注入液体为水、盐水、酒精中的一种，已知ρ 盐水＞ ρ 水＞ρ 酒精。由图（）、（b）、（）可判断：图（）玻璃管中注入的是___________ ，图 （）玻璃管中注入的是________________。 第 5 页 / 共 7 页 专题9-5 薄片脱落问题 例1、【答】 【解析】其中的液体为圆台状，其体积：V=（S 上+S 下） /2 因V=m/ρ，故 （S 上+S 下） /2= m/ρ。 因此 =2m/[ρ（S 上+S 下）] 而底部受到的压强：p=ρg 故： p =2mg/（S 上+S 下）（其中：S 上＜S 下） S 下不变，倒入水时S 上=S 水 水银密度比水大，所以S 水银＞S 水 从p=2mg/（S 上+S 下）可知：p 水银＜p 水 可见：倒入水银后，薄片不会脱落。 由F= p S 知，倒入150g 水银产生的压力小于倒入200g 水产生的压力 , 而砝码是固体，p =mg/S 下＜2mg/（S 上+S 下） 也就是说200 克砝码产生的压力小于倒入200g 水产生的压力 综上，只有酒精密度比水小，倒入相同质量，液面较高，S 上较小，由P=2mg/（S 上+S 下）可知，p 酒精＞p 水，所以注入同质量酒精能使薄片下落。 注：此题也可用割补法来进行分析，大家可以试试看，或许更简便喔！ 例2、【答】 【解析】①以细管中的阀门为研究对象。水和煤油分别对他有向右和向左的压强。 ②水和煤油对玻璃管底部的压强相等。可以把液体的压强分为两部分：水平管以下和水平 管以上。 ③在水平管以下，因为深度相同，ρ 水＞ρ 油，所以水的压强大于煤油的压强P 下水＞P 下油。 根据P 水=P 下水+ P 上水，P 油=P 下油+ P 上油， 因为P 水=P 油 ，P 下水＞P 下油，所以P 上水＜P 上油，即在水平管以上，水的压强小于煤油的压 强。 即水对阀门的压强小于煤油对阀门的压强。当阀门打开瞬间，细管中的液体向左流动。 故选。 专题提升训练 1、B 2、B 第 6 页 / 共 7 页 3、B 4、08 5、003 6、酒精 盐水 第 7 页 / 共 7 页