(共24张PPT)
第2节 液体的压强
第九章 压强
如图所示是我国自主研制的载人潜水器“蛟龙号”,其最大下潜深度为7062 m,这是目前同类型潜水记录。随着下潜深度的增加,“蛟龙号”面临的技术难度越大,这是什么原因?
1.知道液体内向各个方向都有压强。
2.会通过探究液体压强的特点的实验,分析总结出液体压强与液体深度和密度的关系。
3.会推导液体压强的计算公式,并利用公式进行简单计算。
任务一
液体压强的特点
问题1:液体对容器底的压强是怎样产生的?液体为什么对容器侧壁也有压强?
活动1:观察倒水后橡皮膜的变化情况,思考问题。
液体受重力作用且具有流动性,会相互挤压,对容器也产生挤压。所以,不仅水的内部存在压强,对容器壁和容器底也有压强。
问题2:液体对容器内壁和底部都有压强,那液体内部存在压强吗?如何验证?
液体内部存在压强,可以使用微小压强计来验证液体内部压强。
微小压强计原理
如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,U形管的两侧液面就会产生高度差。
橡皮管
橡皮膜
U形管
探头
问题3:生活中许多现象可以说明液体内部压强有所不同,交流思考液体压强与什么因素有关呢?
(1)液体内部的压强大小与液体的多少有关;
(2)液体内部的压强大小与液体的种类有关。
(3)液体内部的压强大小与液体的深度有关。
活动2:探究液体内部压强的特点。依据课本P41页“实验探究”设计实验,并动手操作。
问题1:如何比较液体压强的大小?
利用微小压强计探究液体压强的特点,
当探头上的橡皮膜受到压强时,U形管两管液面出现高度差,压强越大,液面高度差越大,反之亦然。两管液面高度差的大小表示了液体压强的大小。
【实验方法】转换法(将液体压强的大小转换为U形管两管液面高度差的大小)、控制变量法
【猜想与假设】液体内部的压强与哪些因素有关?液体内部的压强又有怎样的特点呢?
液体的深度
液体的密度
液体的多少
【实验器材】微小压强计、大烧杯、水、盐水
【实验步骤】
①把探头放进盛水的容器中,看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等;
水
水
水
②增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系;
③换用盐水,看看在深度相同时,液体内部的压强是否与密度有关;
水
水
水
盐水
【视频】研究液体内部的压强
问题2:分析实验现象,分享交流实验结论。
(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)同一深度,向各个方向的压强大小相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)液体的压强还与液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
水
水
水
水
水
水
盐水
1.液体内向各个方向都有压强。
2.液体压强产生的原因是因为液体受到重力作用,并且具有流动性。
3.液体内部压强的大小具有的特点:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。深度越深,压强越大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
活动小结
任务二
液体压强的大小
活动:如何定量测量液体压强的大小呢?观看视频,尝试独自推导液体内部压强公式。
设想在一玻璃容器内的水中有一深为h,截面为S 的水柱,计算出这段水柱产生的压强,即为水深为h处的压强。
水柱的体积为V =Sh
水的密度为ρ
水柱的质量m= ρ V
水柱对其底面积的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg
水柱对其底面积的压强:p==ghg
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh
注意:公式物理量的单位都要为国际单位,计算处的压强单位才为Pa。
ρ液——kg/m3
G ——N/kg
h ——m
P ——Pa
(1)p=:适用于计算固体、液体、气体产生的压强。
(2)p=ρgh:只适用于静止的液体
问题2:小组讨论公式p=液体压强公式的适用范围。
问题1:分析推导出的公式,理解液体压强与液体的深度和液体密度的关系。
液体压强公式:p=ρgh,液体的压强与液体的密度和深度有关,深度不变时,液体密度越大,压强越大;液体密度不变时,深度越深,压强越大。
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。
帕斯卡裂桶实验
原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度h是很大了,能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
讨论交流 谁受的压强大
不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们谁说的对呢?
由于液体压强的计算公式p=ρgh可知:液体的压强只与液体的密度以及液体的深度有关。在液体的密度一定时,深度越大,压强越大。所以后边鱼儿说得对。
1.液体压强公式:p=ρgh
2.公式适用范围:
(1)p=:适用于计算固体、液体、气体产生的压强。
(2)p=ρgh:只适用于静止的液体。
活动小结
1.如图所示,平均的湖中,下列哪出水的压强最小(ρ水=1 g/cm3)( )
A.a B.b
C.c D.d
A
2.如图所示装备可能是用来探究( )
A.液体内部的压强跟液体密度的关系
B.液体内部的压强跟深度的关系
C.再同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等
D.液体内部向各个方向是否都有压强
A
3. 如图所示,甲、乙、丙三个容器中分别盛有密度不同的液体,它们的液面高度相同。若a、b、c三点处液体的压强相等,则容器中液体密度大小排列顺序正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.Ρ丙>ρ乙>ρ甲
C.ρ甲>ρ丙>ρ乙
D.Ρ乙>ρ甲>ρ丙
B
4.装有一定量水的玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为( )
A. 8×102 Pa B.1×103 Pa
C. 8×104 Pa D.1×105 Pa
A
总结:请画出本节内容的思维导图
液体压强
液体压强的特点
液体压强的大小
用微小压强计探究液体压强的特点
液体内向各个方向都有压强。
液体压强的特点
同一深度,向各方向的压强大小相等
液体的压强随深度的增加而增大
液体的压强还与液体的密度有关
液体压强公式的推导方法
液体压强的大小:p=ρgh
公式适用范围
p=:适用于计算固体、液体、气体产生的压强。
p=ρgh:只适用于静止的液体。