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第九章 压强
第二节 液体的压强
初中物理八下(人教版)
课时1
液体压强的特点及大小
学
习
目
标
认识液体对容器底部、侧壁都有压强
认识液体压强与液体深度和密度的关系
会用p=ρgh进行简单的计算
我们知道,当相互接触的海绵和小桌互相作用发生形变时,就会产生压力,也就会存在压强。
当我们用塑料袋提水的时候,会看到水使塑料袋的四周都向外凸,水越多塑料袋向外凸的越明显,是什么原因呢?。
课程导入
一、液体压强的特点
(1)在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,逐渐加水观察现象。
(2)在侧壁有开口的玻璃管上扎好橡皮膜,逐渐加水观察现象。 通过橡皮膜的形变(凸出)程度来研究液体内部压强
演示实验
实验现象:没加水时,橡皮膜是______;当水倒入后,底部的橡皮膜___________。
平的
向下凸出
液体由于受到重力的作用,因此对支撑它的容器底有压强。液体内部有向下的压强。
当倒入水时,
橡皮膜向下凸出
没加水时,橡皮膜是______;当倒入水后,侧壁的出水口处橡皮膜 。
平的
向外凸出
液体具有流动性,因而对阻碍它流动散开的容器壁也有压强。
如图所示,在塑料瓶同一侧壁不同高度处打孔,然后往里面装水,可观察到什么现象?该实验现象说明了什么?
现象:会发现水从这些小孔中喷射出来,说明液体对侧壁有压强。且下部的孔,水喷射的距离更远,说明下部分水的压强更大。
我们已经了解了液体对容器底部和侧面都有压强,那么液体内部
有没有压强?如果有,有什么特点?
二、液体内部压强的特点
探究液体内部的压强
实验探究
液体压强的大小可能与哪些因素有关?
提出问题
猜想与假设:液体内部的有压强,压强大小可能与橡皮膜的朝向、液体的深度、液体的密度有关。
实验器材:微小压强计、水杯、水、盐水
U形管压强计主要由U形管、橡皮管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜制成)三部分组成。
微小压强计的原理:当探头上的橡皮膜受到压强时,U形管两端的液面出现高度差,压强越大,液面的高度差越大。表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
实验方法
(1)转换法:通过压强计中U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。
(2)控制变量法:①控制探头的深度、液体密度相同,改变探头的方向。②控制液体的密度、探头方向相同,改变探头的深度。
③控制探头的深度、探头方向相同,改变液体密度。
实验步骤
②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。
①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。
③换用盐水,看看深度相同盐水和水,内部的压强是否一样。
实验结论(1)液体内向各个方向都有压强,在液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
(2)同种液体(密度相同),深度越深,液体的压强越大。
(3)液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
水坝上窄下宽
潜水艇不能无限下潜
输液时,要把药液提高一定高度
以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。
三、液体压强的大小
通过学习我们知道液体的压强与方向无关,而与深度、液体密度有关,到底有什么数量关系呢?如何知道液体某一位置的压强大小呢?
既然同一液体的同一深度处,各个方向的压强都相等,那么只需要算出某一位置液体竖直向下的压强就可以了。
要想得到液面下某处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”S 。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。
计算这段液柱对“平面”产生的压强,就能得到液面下深度为h处的压强。
液面下深度为h 处液体的压强为 p=ρgh。
由公式可以看出,液体压强大小只与 ρ 与 h 有关,与其它因素无关。
水柱底面受到的压强 p= =ρgh,
F
S
设想水中有一高为h,横截面积为S的水柱。计算这段水柱对水柱底面产生的压强,就能得到水中深度为h处的压强。
S
ρ
h
S
h
这个液柱体的体积:V=sh
这个液柱的质量:m=ρV=ρSh
水柱底面上方的液柱对底面的压力F=G=mg=ρVg = ρgSh
h——表示液体的深度 ,单位为米 (m )
ρ——液体的密度,单位千克/米3(kg/m3)
g——常数,大小为9.8N/kg
液体压强公式中的物理量及其单位
P——表示液体的压强,单位为帕(Pa)。
p=ρgh
公式中的物理量单位全部使用国际单位。
h是指深度——是从液体的自由表面到该处的竖直距离。
A
深度h
液体压强公式只适用于静止的液体内部压强的计算
压强公式p=F/S与p=ρgh的比较
公式 p=F/S p=ρgh
适用范围 固体、气体、液体 只用于液体
常用技巧 计算固体产生的压强和压力时,明确压力是关键。步骤:受力分析→求出F→根据p=F/S,求p的大小。 计算液体产生的压强和压力时,明确压强是关键,步骤:找到竖直深度h,求p=ρgh→求F(F=p·S).
课堂总结
感受液体压强的存在
液体压强的特点及大小
液体压强的大小
液体内部朝各个方向都有压强
计算公式:p=ρgh
探究液体
内部压强
的影响因素
在同一深度,各个方向的压强均相等
液体的深度越深,液体的压强越大
液体的密度越大,液体的压强越大
根据P=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关和其他因素均无关。
课堂训练
1.如图所示,甲、乙两个装满不同液体其它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
C
3.如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水 (ρ盐水>ρ水),液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系是 ( )
B
A. pa>pb>pc B.pc>pb>pa
C. pb>pa>pc D.pc>pa>pb
3.如图所示,容器内装有水,A点深度为_____cm,A点受到的压强是______Pa,水对容器底的压强是______Pa。
60
6000
7000
70 cm
10 cm
30 cm
· A
谢谢