(共21张PPT)
第二节
科学探究:液体的压强
人体在潜水时,需要承受极大的压力,这样的重压可以造成耳膜破裂,胸部受压塌陷,并最终导致死亡。最常见的是,潜水员在深水地方停留太久,浮升时的血液含氧量便会大大降低,导致昏迷。
要想潜至更深的海底,则需穿上厚厚的抗压潜水服。
演示实验
观察倒水后橡皮膜的变化情况
液体对容器侧壁有压强
液体对容器底有压强
液体压强产生的原因:
液体受到重力作用,并且具有流动性。
1.液体内部在什么方向上有压强?
2.液体压强的大小可能与什么有关?
液体深度
液面高度
液体密度
液体质量(重力、体积)
容器底面积、形状
… …
液体内部压强有什么规律?
金属盒(带橡皮膜)
橡皮软管
U形管
U形管压强计
工作原理:U形管压强计的U型管内液面高度差越大,表明金属盒上橡皮膜所受到的压强越大。
结论1:
液体内部向各个方向都有压强;
同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等 ;
同种液体的压强随深度的增加而增大。
研究液体内部压强与液体密度的关系。
实验步骤:相同深度的不同种液体中
水
水盐
结论2:
不同的液体,产生的压强的大小与液体的密度有关,在同一深度,密度越大,液体的压强越大。
总结:液体内部压强规律
1.液体对容器底部和侧壁都有压强
2.液体内部向各个方向都有压强
3.同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等
4.同种液体的压强随深度的增加而增大
5.不同的液体,产生的压强的大小与液体的密度有关,在同一深度,密度越大,液体的压强越大。
设想水中有一高度为h,截面积为S的水柱。计算这段水柱产生的压强,就能得到水深度为h处的压强(水的密度为ρ)
。
水柱的体积为V=Sh
水柱的质量为m=ρV
水柱对其底面积的压力为F=G=mg=Vρg=Shρg。
水柱对其底面积的压强为P=F/S=Shρg/S=ρgh。
由此公式可知,水的压强与水的深度、水的密度有关。对其他液体的压强,本公式也适用。
1.容器底部的深度是h1,还是h2?
h1
理解深度
h1
2. h1和h2哪个是图中A点处液体的深度?
h1
A
液体压强的计算公式: p=ρgh
使用注意点
(1)公式只适用于求静止液体产生的压强
(2)单位要统一(都用国际单位制基本单位)
ρ-Kg/m3 g-N/Kg h-m p-Pa
(3)h 指的是深度
深度:液体内某点到自由液面(与大气接触的液面)的竖直距离。
高度:液体内某点到容器底的竖直距离。
液体压强的计算公式: p=ρgh
使用注意点
(4)液体压强大小只跟液体的密度和深度有关,与液体的质量、重力、体积,容器的形状和底面积等无关。
(5)变形公式:ρ=p/gh h=p/ρg
练习
1、如图所示的试管内装有一定量的水,当试管竖直放置时,水对管底的压强为p1;当管倾斜放置时,水对管底的压强为p2,则 ( )
A.p1>p2
B.p1<p2
C.p1=p2
D.条件不足,无法判断
A
p1 p2
2.某同学用压强计研究液体内部压强的特点时,将压强计的金属盒放入水中同一深度,并将金属盒朝向不同方向,实验结果如图所示。那么,该实验能得出的结论是( )
A.在水中深度越大,压强越大
B.不同液体同一深度,压强不相等
C.在水中同一深度,液体向各个方向的压强相等
D.在水中同一深度,液体向各个方向的压强不相等
C
3.甲、乙两个容器都盛有水,两个容器的横截面积不同,水在a、b、c、d四处产生的压强分别为Pa、Pb、Pc、Pd,下列关系中正确的是( )
A.Pa < Pc
B.Pa = Pd
C.Pb > Pc
D.Pb = Pd
C
液体压强的应用
(1)不同的潜水艇所能下潜到海面下的深度是不同的,一般的潜水艇最多只能下潜到300m,这是为什么?
(2)有一种“深水炸弹”只有下沉到海面下一定深度才会自动爆炸,这是为什么?
(3)为什么捕捞上岸的深海带鱼都死了?
(4)为什么水库大坝的
底部做得比上部宽厚?
大
坝
河 水
下宽:为了防止水的压力过大(水越深压强越大)
而冲垮大坝。
上窄:可以节省人力、物力和财力。