液体对容器底部的压强公式p=ρgh,是不是可以忽略水与容器的接触面积,这个公式又怎么证明呢?

就是说如果我容器底部放了个铁块,水在底部没有与杯底完全接触,还可以用这个公式吗?如果用P=F/S去推,这时候这时候底面积S能否约去?

这个公式应该增加个前提条件,这是在重力场中的液体的压力。至于是否是容器底部则不重要,或者说这个公式也适用于液体中部,而中部和底部的区别在于高度h,将高度代入公式就能够得到相应高度处的液体压强。
重力场中的液体的压力直接来自重力,所以完全可以用P=F/S来推导,其中压力F就是重力G,G=mg=ρVg=ρShg,所以得到P=ρgh,可见面积被约掉了,这是数学解释;而物理学角度来说,重力场中的液体有一个很独特的特点,即相同高度处的压强相同(事实上这也是液压设备的底层原理),所以完全可以忽略液体的(变化的)横截面积——如果横截面积有变,那其实意味着液体的容器的接触面积不完全水平,而液体压力永远垂直于接触面,所以压力在竖直方向上可能存在分量;但尽管如此,这个分量不会影响容器所受到的支持力,因为这个支持力是容器+液体这个系统所受到的力,产生分量的压力则是容器和液体之间的内力,和支持力无关。
另外,木块一般放不到水下,因为木头比重小于1;换成铁块就好;这样,浸没的铁块的(上)表面)所受到的液体压力,和容器底部、铁块没压住的部分所受到的液体压力的计算方法都是ρgh,只不过两个h不同;而且铁块下面的容器所受到的力来自液体压力和铁块的重力,所以那里的压强会大点。追问

偶对,应该是铁块,没想好就问了,那么水对容器底部的压强ρgh,中h可以是整个水面的高度吗

追答

是从待求压强位置到液面最高位置之间的竖直高度差。
尽管常见情况下液体表面是水平光滑的,但那些非敞口的容器会让液体的上表面变得不大一样。比如装满水的曲颈瓶,如果算瓶底处水的压强,h就是瓶底到瓶口间的高度差;但对于瓶底旁边的某个位置,就是瓶口不在那个位置的正上方的那种位置,如果要求那里的液体压强,同样要计算其到瓶口的高度差,而不是到那个位置向上到正上方的瓶壁之间的高度差。这是液体这种物质形态的特点,相同高度处压强相同。

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第1个回答  2021-08-09
这个可以忽略接触面积。你恐怕不一定能用F/S去推,因为P=F/S是实验验证结果,不是理论推导结果。理论推导得要求是F和S得函数关系有其他定理给你,而这里没有
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