人教版9.2 液体的压强精练
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这是一份人教版9.2 液体的压强精练,共16页。试卷主要包含了液体压强产生的原因,液体压强的测量,液体压强的规律等内容,欢迎下载使用。
第8课 液体的压强(解析版) 课程标准课标解读1.认识液体压强的特点;2.知道影响液体压强大小的因素;3.会计算液体的压强;4.了解连通器及其工作原理。1.知道液体压强产生的原因和液体内部某点压强的特点(大小、方向);2.理解影响液体压强大小的因素是液体密度和深度;3.会利用液体压强公式比较液体压强大小和计算液体压强;4.认识连通器,知道连通器的工作原理及其应用。知识点01 液体压强的产生与特点1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。2.液体压强的测量:使用压强计。3.液体压强的规律:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等。(3)液体的压强随深度的增加而增大(如图所示);(4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。【知识拓展】液体压强的产生1.液体受到竖直向下的重力作用,对支撑它的容器底部产生压力和压强;2.液体没有固定的形状,能够流动,对限制它流动的容器的侧壁产生压力和压强;3.液体内部各相邻部分之间互相挤压,液体内部向各个方向都有压强。知识点02 液体压强的大小1.液体压强公式:p=ρgh。其中,ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8N/kg;h是液体内部某位置到液面的高度。2.从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。【知识详解】液体压强的大小1.同种液体:向各个方向都有压强;(2)同一深度处,压强一致;(3)深度越深,压强越大。2.不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。3.公式:p=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m³,压强p的单位是Pa。4.由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。深度是指点到液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。【知识拓展】影响液体压强大小的因素影响液体压强大小的因素探究课题:探究影响液体压强大小的因素实验装置实验方法控制变量法,转换法实验原理根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小探究过程1.根据如图甲所示,按照组装U形管压强计2.将水倒入烧杯,如图乙,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;3.如图乙、丙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;4.如图丙、丁,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;记录表格实验内容液体物质探头浸入水下深度橡皮膜朝向U形管两端液面高度差(cm) a 水相同(5cm)向下 相同(5cm)向前 相同(5cm)向上 b 水不同(3cm)向下 不同(5cm) 不同(7cm)向下向下 c水相同(5cm)向下 盐水相同(5cm)向下 实验结论液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。考查方向器材作用 U形管压强计的作用?通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小注意事项1.液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性2.实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。(2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好)3.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?答:气密性不好,拆下来重新安装4.使用的U型管是不是连通器?答:不是5.此实验U型管内液体为什么要染成红色?答:使实验效果明显,便于观察5.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律6.比较乙、丙实验结论是:液体密度一定时,深度越深,液体产生的压强越大7.比较丙、丁实验结论是:当液体深度相同时,液体密度越大,液体产生的压强越大知识点03 连通器1.连通器:上端开口,下部相连通的容器。2.原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图所示)。3.连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。【知识详解】连通器1.连通器指上端开口,下部连通的容器。例如U型管就是一种典型的连通器。若向连通器内倒水,则当水停止流动时,连通器的液面会相平。因为水面到器底同一水平面上的深度相同,压强相同,液体便能保持静止状态。连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式P=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。2.连通器的是只有容器内装有同一种液体时,各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜,则各容器中的液体即将开始流动,由液柱高的向液柱低的一端流动,直到各容器中的液平时,即停止流动而静止。如用橡皮管将两根玻璃管连通起来,容器内装同一种液体,将其中一根管固定,使另一根管升高、降低或倾斜,可看到两根管里的液面在静止时总保持相平。其原理在生产实践中有着广泛的应用,例如,水渠的、牲畜的、,以及中的茶壶、洒水壶等都是连通器。【知识拓展】本节知识导图知识点1:液体压强的特点【例题1】在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,已知(a)中装有水,(b)、(c)中装有同种液体盐水。老师用压强计做了如图所示的(a)、(b)、(c)三次实验。比较实验(a)、(b)可知液体压强与液体的 有关;比较实验(b)、(c)可知液体压强与液体的 有关。【答案】密度 深度【解析】实验(a)、(b)可知液体种类不同,即密度不等,深度相同产生的压强不同,说明液体压强与密度有关;实验(b)、(c)可知液体种类相同,即密度相等,深度不同产生的压强不同,说明液体压强与深度有关。知识点2:液体压强的大小【例题2】(2020四川甘孜州)如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是__________Pa (g取10Nkg); 若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面__________(选填 “相平”或“不相平”)。【答案】 (1)800 (2)相平【解析】(1)水对壶底的压强为(2)根据连通器的原理知,当连通器中液体静止时,液面总保持相平,故茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面相平。【例题3】如图所示的容器中装有一半的水,将它正放和倒放在水平桌面上如图甲、乙所示,则对甲、乙两种情况比较,下列说法中正确的是( )
A.水对容器底部的压力相等,压强相等
B.水对容器底部的压力相等,压强不相等
C.容器对桌面的压力相等,压强相等
D.容器对桌面的压力相等,甲图压强大
【答案】D【解析】①容器对桌面的压力F等于容器和液体总重,甲、乙是同一物体不同放置,故对桌面的压力相等。
②甲图中,液体对容器底的压力等于虚线内液体重(如图),小于容器内液体重,乙图中,液体对容器底的压力等于虚线内液体重(如图),大于容器内液体重。
③对容器的压强与液体的密度和深度有关,由图可知,依据知。④桌面受到的压力相等,依据 , ,故。
【例题4】如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积都相等的容器,向容器中注入高度相等的水,水对容器底部的压强分别为、,装水后的容器对桌面的压力分别为、则( )
A.= =
B.> =
C.= <
D.< <【答案】C
【解析】液体对容器底的压强决定于密度和深度,两容器装的都是水,且水的深度相同,故对容器底的压强也相同,容器对桌面的压力等于容器和所装液体受的总重力,两容器的重量是相同的但所装的液体乙比甲的多,故乙容器对桌面的压力要大些。知识点3:连通器——液体压强的实际应用【例题5】图所示为小明家的一段自来管路的示意图。平时总水阀保持打开,某次出远门前,小明先将水龙头关闭再将总水阀完全关闭后,突然想洗手又打开水龙头,则( )A.abcd断水管中的水均可流出B.只有ab段水管中的水能流出 C.流出的水量等于ab段和cd段水管中的水量之和D.基本没有水流出【答案】D【解析】由于da之间的高度小于10m,水压小于大气压强,所以打开水龙头基本没有水流出,选项D正确。 题组A 基础过关练1.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )。A.水对杯底的压强增大; B.水对杯底的压强不变C.水对杯底的压力增大; D.水对杯底的压力减小【答案】B。【解析】杯子中装满水,放入木块后,水的高度h不变,因为p=ρgh,所以水对杯底的压强不变;因为F=pS,S不变,所以水对杯底的压力不变。故选B。2.如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器甲和乙,容器足够高,分别盛有质量相等的水和酒精(ρ水>ρ酒精),现在甲、乙两容器中分别倒入水和酒精,使容器底部受到液体的压强相等。则( )。A.可能是倒入相同质量的水和酒精; B.一定是倒入相同体积的水和酒精;C.可能是倒入水的质量小于酒精的质量;D.可能是倒入水体积大于酒精的体积【答案】D。【解析】因为甲和乙是圆柱形容器,所以对容器底的压力:F=ps=ρghs=ρgV=mg=G;因为m水=m酒精,S甲>S乙,所以对容器底的压强:p甲<p乙;倒入相同质量的水和酒精,压力还是相等,或倒入水的质量小于酒精的质量,还是水对容器底的压强小;当倒入相同体积的水和酒精或者倒入水体积大于酒精的体积,因为水的密度大于酒精的密度,所以∴倒入的水的质量大于酒精的质量,这样可能使水对容器底的压力大于酒精对容器底的压力,可能会使水和酒精对容器底部的压强相等。故选D。3.如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,其上下底面积之比为4:1,此时水对容器底部的压力为F,压强为p。当把容器倒置后放到水平桌面上,水对容器底部的压力和压强分别为( )。A.F,p B.4F,p C.1/4F,p D.F,4p【答案】B。【解析】液体对容器底部和侧壁都会产生压强,同种液体深度越大,压强越大,容器倒置后,液体深度不变,则压强不变,仍为P,根据F=PS,S扩大为4倍,则压力也变为4F。故选B。4.如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )。A.打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙;B.打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲;C.打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动;D.打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲【答案】C。【解析】根据连通器的特点可知,图示中的容器装的都是水,并且两容器中水面相平,故打开阀门后,水不会流动。故选C。5.有一重2N的圆柱形玻璃杯(杯壁厚度不计),底面积为100cm2,装有一定质量的煤油,杯底到油面的高度为20cm,放在水平桌面上(取g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3),则下列结果正确的是( )。A.煤油对杯底的压强是1.6×103Pa;B.杯底对桌面的压强是1.8×l03 Pa;C.煤油对杯底的压力是16N; D.杯子受到桌面的支持力是16N 【答案】ABC。【解析】A、煤油对杯底的压强属于液体类压强;P底=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa;故A正确。B、煤油体积V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3;煤油质量m油=ρV=0.8×103kg/m3×0.002m3=1.6kg;煤油重力G油=m油g=1.6kg×10N/kg=16N;桌面受压力F=G杯+G油=2N+16N=18N;桌面受压强;故B正确。C、煤油对杯底的压力F底=P底S=1.6×103Pa×0.01m2=16N;故C正确。D、杯子受的支持力等于杯子对桌面的压力即F支=F=18N;故D错误。故选ABC。6.如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10-3 m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为 Pa,A对桌面的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B对桌面的压强.若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA pB (选填“大于”、“小于”或“等于”)。【答案】2×103Pa;大于;大于。【解析】(1)B装有水10N,则对水平桌面的压力为:F=G=10N;那么B容器对桌面的压强:。(2)A、B的质量忽略不计,而所装水量相同,因此它们对于桌面的压力都等于水的重力,即FA=FB=G=10N;因为A的底面向上凸起,B的底面为平面,与桌面的接触面积关系为:SA<SB;由得:pA>pB。(3)两容器的横截面积相同,所装水量相同,由于A的容器底向上凸出,所以A容器内的液面高度要大于B容器内的液面高度,即:hA>hB;取两容器同一高度h处的两点,则这两点分别距A、B的液面高度为:HA=hA-h,HB=hB-h;显然,HA>HB。若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA=ρgHA,pB=ρgHB,因为HA>HB,所以pA>pB。故答案为:2×103Pa;大于;大于。7.如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10m,水龙头出水口直径为2cm。求: (1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少?(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?(g取10N/kg)【解析】(1)四楼住户的水龙头处的水的深度:h=h1-h3=18m-10m=8m,水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa。(2)水龙头的横截面积:S=πr2=3.14×(1×10-2m)2=3.14×10-4m2,受到的水的压力:F=PS=8×104Pa×3.14×10-4m2=25.12N。答:(1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是8×104Pa;(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是25.12N。题组B 能力提升练1.竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出,水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )。A.A孔 B.B孔 C.C孔 D.D孔【答案】D。【解析】液体内部向各个方向都有压强,并且液体内部的压强随着深度的增加而增大。由于D孔的深度最深,所以此处的液体内部的压强最大,故D孔喷出的水流速最大。故选:D。2.如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )。A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大;B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大;C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大;D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小【答案】C。【解析】(1)若甲对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,甲对桌面压力不一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以甲液体的重力不一定大,液体对容器底的压力不一定大,故A错误;由图知液体的体积和深度相同,但由于不能判断出甲、乙液体重力的大小,所以不能判断出甲、乙液体密度的大小,也就不能判断出其液体对容器底的压强的大小,故B错误;(2)若乙对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,乙对桌面压力一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以乙液体的重力一定大,又因为甲液体有一部分压在容器壁上,液体对容器底的压力小于重力,由于物体间力的作用是相互的,乙液体对容器底的压力大于乙液体的重力,所以乙液体对容器底的压力一定较大,故C正确;由图知液体的体积和深度相同,由于乙液体的重力大于甲液体的重力,根据G=mg=ρgV知,乙液体的密度大于甲液体的密度,根据p=ρgh知乙液体对容器底的压强一定较大,故D错误。故选:C。3.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )。①容器对桌面的压力:F甲>F乙②液体的密度:ρ甲=ρ乙③液体对容器底部的压强:p甲>p乙④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④【答案】D。【解析】①水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;③由图知,两容器中液体的深度相同,由②知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。综上所述,①②错误,③④正确。故选:D。4.如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个 ,当壶中水深12cm时,A点受到水的压强是 Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水 (选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)【答案】连通器;1200;不能。【解析】(1)茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平;(2)A点受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa(3)若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内压强,壶中的水不能倒出。故答案为:连通器;1200;不能。5.注射器针头做得很尖,其目的是 (填“增大”或“减小”)压强;蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,它受到海水的压强将 (填“变大”、“不变”或“变小”),潜入海面下6km深处受到海水的压强是 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。【答案】增大;变大;6.18×107。【解答】解:注射器针头做得很尖,其目的是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,液体密度不变,蛟龙号在水中所处的深度变大,根据p=ρgh可知,所受到海水的压强变大。它潜入海面下6km深处受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6000m=6.18×107Pa;故答案为:增大;变大;6.18×107。题组C 培优拔尖练1.(2021·湖北湖北·中考真题)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )。A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小【答案】B。【解析】三个容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,所以三种液体体积:V甲>V乙>V丙;容器对桌面的压强相等,容器底面积相同,所以桌面受压力相等,而F=G,三个容器质量相同(容器重相同),根据压强公式p=,所以三种液体重相同即质量相同,由三种液体的体积关系和质量关系,根据密度公式可知,甲<乙<ρ丙;因为三种液体的液面在同一水平面上,所以h相同,由液体压强公式p=gh可知,p甲<p乙<p丙。ACD错误,B正确。故选B。2.(2021·广西贵港·中考真题)据央广网报道,2021年3月31日18:00,当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区,标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级,也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了______原理。2020年9月6日18时许,经过综合调度,建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程,这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位,此时水对坝底的压强为______Pa。(g取10N/kg,=1.0×103kg/m3)【答案】连通器;。【解析】[1]船闸是底部连通,静止时,上部分的液面相平的原理工作的,故运用的是连通器原理。[2] 此时水对坝底的压强为;水对坝底的压强为。3.(2021·湖北湖北·中考真题)如图所示,圆柱形容器A和B放在水平桌面上,A容器中盛有50cm深的酒精,B容器中盛有30cm深的水,A、B容器的底面积分别为100cm2和300cm2,则A容器中酒精的质量为___________kg(ρ酒精=0.8g/cm3)。从A、B容器中分别取出质量均为m的酒精和水,剩余酒精和水对各自容器底部的压强分别为pA和pB,当质量m的范围为___________时,才能使pA<pB。【答案】4;1.5kg<m<4kg。【解析】[1]A容器中酒精的体积是A容器中酒精的质量为[2]B容器中水的体积是B容器中水的质量为由可知,酒精的重力是40N,水的重力是90N。圆柱形容器A和B放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强由题意pA<pB可得将,代入可得因为酒精的总质量为4kg,故m的范围是1.5kg<m<4kg。4.(2021·宁夏·中考真题)如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中:(1)图A所示压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法:_______。实验中通过_________显示液体内部压强的大小。(2)某同学实验的情形如图B、C、D所示。①比较图B和图C可以探究的问题是___________。②保持探头在水中的深度不变,改变它的方向如图C、D所示,根据实验现象可以初步得出结论:_________。(3)该同学在实验过程中发现:在同种液体内部同一深度处,使用不同的压强计,U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点_________。。【答案】用大拇指轻压橡皮膜,若U形管液面有高度差,则气密性良好;U形管液面有高度差;同种液体,液体压强与深度的关系;在同种液体内部同一深度处,各个方向压强相等;两个相同的压强计,一个橡皮膜比较松,一个比较紧,同时伸入同一种液体,同一深度,观察两压强计U形管液面高度差的区别。【解析】(1)[1][2]用大拇指轻压橡皮膜,若U形管液面有高度差,则气密性良好;U形管液面有高度差,高度差越大,液体内部压强越大。(2)[3][4]图B和图C深度不同,故探究的是同种液体,液体压强与深度的关系;如图C、D所示,同种液体,水中的深度不变,U形管液面有高度差相同,故结论为在同种液体内部同一深度处,各个方向压强相等。(3)[5]变量为橡皮膜安装的松紧程度,两个相同的压强计,一个橡皮膜比较松,一个比较紧,同时伸入同一种液体,同一深度,观察两压强计U形管液面高度差的区别。5.(2021·甘肃兰州·中考真题)如图所示,质量为120g的平底烧瓶内装有的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为,测得水的深度为,已知,。求:(1)水对烧瓶底部的压强;(2)烧瓶对水平桌面的压力;(3)烧瓶对水平桌面的压强。【答案】(1)500Pa;(2)4.2N;(3)1400Pa。【解析】(1)水对烧瓶底部的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa(2)水的质量m水=ρ水V=1×103kg/m3×300×10-6m3=0.3kg烧瓶对水平桌面的压力F=G总=(m水+m瓶)g=(0.3kg+0.12kg)×10N/kg=4.2N(3)烧瓶对水平桌面的压强=1400Pa。答:(1)水对烧瓶底部的压强是500Pa;(2)烧瓶对水平桌面的压力是4.2N;(3)烧瓶对水平桌面的压强是1400Pa。
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