【变式2】(2025·重庆期中)如图所示,舸舸同学选了三个质量相等、形状不同、底面积相同的容器,它们都装有相同高度的同种液体。则容器底部受到的液体压力$ F_{1} $、$ F_{2} $、$ F_{3} $的大小关系是
$F_1 = F_2 = F_3$
;若其他条件不变,老师将上题中的同种液体改为质量相同的不同液体,则此时容器对桌面的压强$ p_{1} $、$ p_{2} $、$ p_{3} $的大小关系是
$p_1 = p_2 = p_3$
。

答案:2.$F_1 = F_2 = F_3$ $p_1 = p_2 = p_3$ 解析:三个容器质量相等,容器的底面积相同,即受力面积相同,且都装有相同高度的同种液体.根据$p = \rho gh$可知三个容器中液体对容器底部的压强相同,根据$p = \frac{F}{S}$可知,容器底部受到的液体压力$F_1$、$F_2$、$F_3$的大小关系是$F_1 = F_2 = F_3$.容器所装的不同液体的质量相同,其余条件不变,根据$G = mg$可得三个容器中液体的重力相同,又因为三个容器质量相等,则容器的重力也相等,则总重力$G_1 + G_{容1} = G_2 + G_{容2} = G_3 + G_{容3}$,即此时容器整体对桌面的压力相等,即$F_1' = F_2' = F_3'$,容器底面积相同,根据$p = \frac{F}{S}$可得此时容器对桌面的压强$p_1$、$p_2$、$p_3$的大小关系是$p_1 = p_2 = p_3$.
解析:
$F_1 = F_2 = F_3$;$p_1 = p_2 = p_3$
【变式3】如图所示的容器中装有某种液体,试比较A、B、C、D四点液体的压强,C、D两点在同一水平面上,它们之间的关系是(
A
)

A.$ p_{A}<p_{B}<p_{C}=p_{D} $
B.$ p_{A}>p_{B}>p_{C}>p_{D} $
C.$ p_{A}<p_{B}=p_{C}>p_{D} $
D.$ p_{A}<p_{B}<p_{C}<p_{D} $
答案:3.A
解析:
液体压强公式为$p = \rho gh$,其中$\rho$为液体密度,$g$为重力加速度,$h$为该点到液面的竖直距离。
由图可知,A、B、C、D四点在同一液体中,$\rho$相同,$g$为常量。A点到液面的竖直距离最小,B点次之,C、D两点在同一水平面上,到液面的竖直距离相等且最大。
所以$h_{A} < h_{B} < h_{C} = h_{D}$,根据$p = \rho gh$可得$p_{A} < p_{B} < p_{C} = p_{D}$。
A
典例3 (2025·福建泉州期末)如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中水重7N,容器顶部和底部的面积均为100cm²,顶部到底部的高度$ h_{2}=6cm $,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度$ h_{1}=8cm $,水的密度为$ 1.0×10^{3}kg/m^{3} $。下列选项中正确的是($ g $取10N/kg) (
A
)

A.水对容器顶部的压强为200Pa
B.水对容器底部的压力为7N
C.水对容器底部的压强为700Pa
D.容器对桌面的压力为9N
【思路分析】求水对容器顶部的压强,先求出$ h_{1} $和$ h_{2} $的高度差,再根据压强公式求解;求水对容器底部的压力,先求水对容器底部的压强(注意:容器底部水的深度为$ h_{1} $),再根据$ p=\frac{F}{S} $求水对容器底部的压力;容器对桌面的压力等于水和容器的重力之和。
【答案】
A
答案:3.A
解析:
解:
A. 容器顶部水的深度:$h_{\mathrm{顶}}=h_{1}-h_{2}=8\,\mathrm{cm}-6\,\mathrm{cm}=2\,\mathrm{cm}=0.02\,\mathrm{m}$,水对容器顶部的压强:$p_{\mathrm{顶}}=\rho gh_{\mathrm{顶}}=1.0×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}×10\,\mathrm{N/kg}×0.02\,\mathrm{m}=200\,\mathrm{Pa}$,A正确;
B. 容器底部水的深度$h_{\mathrm{底}}=h_{1}=8\,\mathrm{cm}=0.08\,\mathrm{m}$,水对容器底部的压强:$p_{\mathrm{底}}=\rho gh_{\mathrm{底}}=1.0×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}×10\,\mathrm{N/kg}×0.08\,\mathrm{m}=800\,\mathrm{Pa}$,容器底部面积$S=100\,\mathrm{cm}^{2}=0.01\,\mathrm{m}^{2}$,水对容器底部的压力:$F_{\mathrm{底}}=p_{\mathrm{底}}S=800\,\mathrm{Pa}×0.01\,\mathrm{m}^{2}=8\,\mathrm{N}$,B错误;
C. 由B知水对容器底部的压强为800Pa,C错误;
D. 容器对桌面的压力:$F=G_{\mathrm{容}}+G_{\mathrm{水}}=1\,\mathrm{N}+7\,\mathrm{N}=8\,\mathrm{N}$,D错误。
答案:A