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沪科版物理八年级(全一册)
第八章 压强
第 二 节 科学探究:液体的压强
观察与思考
固体由于受到地球的重力作用,
对支撑它的支持面有压强.
实验1
下面的薄膜突出说明什么?
液体受重力,对支撑它的容器底部有压强。
液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强。
侧面的薄膜为什么突出?
实验2
归纳
液体受重力,对支撑它的容器底部有压强。
液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强。
液体压强产生的原因:液体有重力,具有流动性。
液体对容器底部、侧壁都有压强,那液体内部有没有压强呢?
思考
演示实验
将四面蒙有橡皮膜的容器浸入水中,观察到什么?
注意:不能让水进入容器。
结论:液体内部也有压强。
猜想与假设
设计实验
1.实验应采取什么研究方法?
探究影响液体内部压强的因素
2.实验中如何精确反映液体内部压强大小呢?
A、深度 B、方向 C、密度
……
控制变量法
压强计
液体内部压强的大小可能与哪些因素有关?
提出问题
橡皮管
金属盒
橡皮膜
U形管
压强计
压强计原理:金属盒受到的压强越大,U形管中液面的高度差也越大。
橡皮管
金属盒
刻度板
U形管
2、轻按压强计上金属盒的橡皮膜,U形管两侧的液面发生什么变化?
1、观察压强计,想一想压强计是怎样显示压强大小的?
转换法
U形管两侧的液面的高度差
液体内部压强大小
研究液体内部的压强
橡皮管
金属盒
橡皮膜
U形管
如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,U行管的两侧液面就会产生高度差。高度差的大小反应薄膜所受压强大小。
探头
探究液体内部压强大小与方向的关系
水
水
水
进行实验
保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看液体内部同一深度各个方向压强的关系。
结论:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
探究液体内部压强大小与深度的关系
水
水
水
甲
乙
丙
进行实验
增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
结论:同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
甲
乙
探究液体内部压强大小与液体密度的关系
甲
乙
进行实验
换用不同液体,看看在深度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关。
结论:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
序号 液体 深度/cm 金属盒的方向 U形管两侧液面的高度差/cm
1 水 5 朝上
2 水 5 朝侧面
3 水 5 朝下
4 水 10 朝下
5 水 15 朝下
6 浓盐水 15 朝下
分析数据
实验结论
1、在相同液体内部,同一深度处向各个方向的压强大小_____;
2、液体内部压强的大小随_____的增加而增大;
3、在不同液体的同一深度处,____________越大,压强越大。
相等
深度
液体的密度
水坝的下部总要比上部建造得宽一些,这是为什么?
因为液体的压强随深度的增加而增大,在水坝下部受到的压强比上部大,所以下部要建得宽一些。
应用
应用:
吊水时将输液瓶子挂在高处是为什么呢?
帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。
裂桶实验
随着自由液面的升高,塑料瓶处水的深度增大,该处水的压强增大,从而将水压出。
你能画出下图中A、B、C孔中水流的大致路径吗?
A
B
C
小实验
带鱼生活在深海中。为什么我们在鱼市上看不到活带鱼?
为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。
为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些?
液体压强随深度的增加而增大,故深海潜水服要比浅海潜水要更耐压,更厚重些。
h:研究点到自由液面的竖直距离。
在相同液体内部,同一深度处液体向各个方向的压强相等
液体的压强随深度的增加而增大
不同液体的同一深度,液体的密度越大,压强越大
h1
h2
h3
A
h1
h2
小结:液体压强的规律
h
p1
p2
F1
F2
1.截面积不同试管和烧杯中装入深度相同的水,比较它们容器底部的压强和压力大小?
=
<
课堂检测
2、如图所示,当试管从竖直放置到倾斜放置的过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
C
课堂检测
3、如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙
C.P甲=P乙 D.无法判断
B
课堂检测
4、关于图中a,b,c三点压强的说法中,正确的是( )
A.a点受到的向下的压强比向上的压强大
B.a点的压强最大
C.b点的压强最大
D.c点的压强最大
D
课堂检测
液体压强的大小
S平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为h处液体的压强为
r
S
h
设想在液体中有一高度为 h,密度为ρ,截面为 S的液柱。则:
1、理论推导
p=ρgh
你要注意奥!
研究方法:理想化模型
液体压强公式:
2.公式和单位
p——压强,Pa;
ρ——液体密度,kg/m3;
g——常量,N/kg;
h——深度,m.
公式变形
h=
ρg
p
ρ=
gh
p
3、深度h的理解
p=ρgh 中的 h 是指液体的深度,即所求液体压强液面到自由液面的竖直距离。
h
容器底部的深度是 h1还是 h2?
例题 有人说,“设想你在7 km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小相当于1 500个人所受的重力!”海水压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。
因为是估算,海水密度取 ,g取
10 N/kg,脚背的面积近似取
则7 km深处海水的压强为:
解:
脚背受的压力
一个成年人的质量约为60 kg,所受重力
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力
利用公式 计算的时候,密度单位必须用kg/m3,深度的单位要用m。
连通器
1.上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
实验
2.连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器个部分中的液面总是相平的。
连通器内液面相平的条件:
证明:
液体静止,设想U形管下部正中
有一小液片AB,且F左=F右,又因
为S左=S右,由P=F/S可知p左=p右,
即ρgh左=ρgh右,所以h左=h右,
左右两管中的液面相平。
连通器应用广泛,如四川自贡盐场的自流井、船闸
同种液体,液体静止,
各部分直接与大气接触
p左
p右
连通器的应用
水位计
自来水供水系统
船闸是利用连通器原理工作的
液体压强的传递
1、帕斯卡原理:加在密闭液体上的压强,
能够大小不变地被液体向各个方向传递。
2、帕斯卡原理是许多液压系统和液压机
的工作基础。
因为压强不变
p1=p2又因为
p1=F1/S1,p2=F2/S2,
所以F1/S1=F2/S2
因为S1所以F1S1
S2
F1
F2
1、固体对桌面的压力和重力的关系
F=G
F=G
F=G
2、液体对容器底的压力和液体重力的关系
FF=G
F>G
如图所示,两瓶完全相同的橙汁,分别正立和倒立在桌面上,瓶对桌面的压强和压力p1__p1′,F1__F1′橙汁对底和盖的压强和压力p2__p2′,F2__F2′。 (选填“大于”“等于”“小于”)
大于
等于
大于
小于
产生的原因:
特点
液体的压强
液体内部朝各个方向都有压强
压强随深度的增加而增大
在同一深度,各方向的压强相等
液体密度越大,压强越大
公式:
p=ρg h
应用:
小 结
液体受重力,流动性
连通器、船闸