题目
.-|||------ .-|||---|||-: :-|||-.: =如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为F1、F2,则F1 ____ F2;用沿水平方向的力F3、F4分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则F3 ____ F4。(两空均选填“<”、“=”或“>”)
如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为F1、F2,则F1 ____ F2;用沿水平方向的力F3、F4分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则F3 ____ F4。(两空均选填“<”、“=”或“>”)题目解答
答案
解:甲、乙容器内装有质量不相等的同种液体,且两容器内液体的液面相平,根据p=ρ液gh可知,容器底部受到液体的压强p1=p2,由题意知甲、乙的底面积相同,根据F=pS可知,甲容器底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的压力,即F甲=F乙;
由图知甲液体的体积大于乙容器内液体的体积,由G=mg=ρVg甲容器中液体重力大于乙容器内液体的重力,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于接触面的粗糙程度相同,所以桌面对甲容器的摩擦力大于桌面对乙容器的摩擦力,由于容器做匀速直线运动,所以F3>F4。
故答案为:=;>。
由图知甲液体的体积大于乙容器内液体的体积,由G=mg=ρVg甲容器中液体重力大于乙容器内液体的重力,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于接触面的粗糙程度相同,所以桌面对甲容器的摩擦力大于桌面对乙容器的摩擦力,由于容器做匀速直线运动,所以F3>F4。
故答案为:=;>。
解析
步骤 1:容器底部受到液体的压强
根据液体压强公式 \(p = \rho_{液}gh\),其中 \(\rho_{液}\) 是液体的密度,\(g\) 是重力加速度,\(h\) 是液体的深度。由于甲、乙容器内装有同种液体,且液面相平,所以液体的深度 \(h\) 相同,因此容器底部受到液体的压强 \(p_1 = p_2\)。
步骤 2:容器底部受到液体的压力
由题意知甲、乙的底面积相同,根据压力公式 \(F = pS\),其中 \(p\) 是压强,\(S\) 是底面积。由于容器底部受到液体的压强相同,底面积也相同,所以甲容器底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的压力,即 \(F_1 = F_2\)。
步骤 3:容器对桌面的压力
由图知甲液体的体积大于乙容器内液体的体积,由重力公式 \(G = mg = \rho Vg\),其中 \(\rho\) 是液体的密度,\(V\) 是液体的体积,\(g\) 是重力加速度。所以甲容器中液体重力大于乙容器内液体的重力,因此甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力。
步骤 4:推动容器的力
由于接触面的粗糙程度相同,所以桌面对甲容器的摩擦力大于桌面对乙容器的摩擦力。由于容器做匀速直线运动,所以推动甲容器的力 \(F_3\) 大于推动乙容器的力 \(F_4\),即 \(F_3 > F_4\)。
根据液体压强公式 \(p = \rho_{液}gh\),其中 \(\rho_{液}\) 是液体的密度,\(g\) 是重力加速度,\(h\) 是液体的深度。由于甲、乙容器内装有同种液体,且液面相平,所以液体的深度 \(h\) 相同,因此容器底部受到液体的压强 \(p_1 = p_2\)。
步骤 2:容器底部受到液体的压力
由题意知甲、乙的底面积相同,根据压力公式 \(F = pS\),其中 \(p\) 是压强,\(S\) 是底面积。由于容器底部受到液体的压强相同,底面积也相同,所以甲容器底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的压力,即 \(F_1 = F_2\)。
步骤 3:容器对桌面的压力
由图知甲液体的体积大于乙容器内液体的体积,由重力公式 \(G = mg = \rho Vg\),其中 \(\rho\) 是液体的密度,\(V\) 是液体的体积,\(g\) 是重力加速度。所以甲容器中液体重力大于乙容器内液体的重力,因此甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力。
步骤 4:推动容器的力
由于接触面的粗糙程度相同,所以桌面对甲容器的摩擦力大于桌面对乙容器的摩擦力。由于容器做匀速直线运动,所以推动甲容器的力 \(F_3\) 大于推动乙容器的力 \(F_4\),即 \(F_3 > F_4\)。