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液体加速运动时内部压强如何变化

2017-06-14王伟民

理科考试研究·高中 2017年4期

王伟民

摘要:分别探究装满液体的封闭容器和盛放液体的敞口容器加速运动过程中,液体内部压强的变化规律,举例说明这种规律的应用.

关键词: 液体;加速;封闭;敞口;压强

由于液体自身重力,且具有流动性,液体内部和侧壁会“表现”出跟固体不同的压强特性来——液体不但对盛放它的容器器壁和底部产生压强,而且在其内部也存在各个方向上的压强.利用压强的定义公式p=FS,建立液柱物理模型,可以推出静止液体内部(指相对于地面保持静止的液体),距离自由液面深度为h的位置,液体由于具有重力而产生的压强大小为p=ρgh.

由液体压强公式p=ρgh可以看出,对于确定的液体来讲,其密度ρ是常量,将g和h作为变量时,液体内部的压强不仅跟液体的深度有关,同时跟重力加速度的大小有关.当容器相对于地面具有某一方向的加速度时,液体压强公式p=ρgh中的g会随之改变,液体内部的压强也将发生变化.我们分别探讨容器相对于地面具有各个不同方向加速度时,液体内部压强的变化规律.

1.若容器相对于地面具有竖直方向上的加速度a,则a与g同向时,有g'=g-a,当a与g反向时,有g'=g+a,此时,液体内部由于液体具有重力而产生的压强大小为p′=ρg′h.特别的,当盛放液体的容器作自由落体运动时,容器相对于地面的加速度为重力加速度g,相当于g′=0,液体内部的压强为0.在这种情况下,浸没于液体中的物体,其表面尽管与液体相接触,但物体各表面却不受液体的压力,当然也……

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