(共23张PPT)
第2节 研究液体的压强
课时2
第八章 神奇的压强
三峡大坝横断江底,高185m,长2309.5m,激流飞瀑从100多米高处落下,甚为壮观。巨大的落差使大坝成为世界上最大的水力发电站,但也带来了航运方面的问题……
1.会推导液体压强的计算公式,并利用公式进行简单计算。
2.理解连通器的工作原理,知道连通器的特点,知道连通器在生活中的应用。
3.知道船闸是如何工作的。
任务一
推导液体压强公式
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。
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
任务二
认识连通器
活动1:阅读课本P72页内容,认识连通器,并分享生活中有哪些连通器?
1.连通器:上端开口、下部相连通的容器。
2.生活中的连通器:
茶炉和外面的水位计组成连通器
水壶的壶嘴与壶身组成连通器
水塔与自来水管组成连通器
问题:观察这些连通器应用,思考连通器有什么特点呢?
连通器内液体不流动时,容器中的液面相平。
活动2:小组合作,设计实验探究连通器中的液体有什么特点。
(1)如图所示,把两个注射器筒用胶管连接,拔去活塞,做成一个连通器,在连通器中加入水,观察两个筒里水面的高度。
(2)保持一个筒不动,使另一个筒升高、下降或倾斜,待水面静止时观察两筒中的水面高度。
使右管下降
使右管倾斜
【视频】连通器的特点
实验结论:
连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面_____________。
保持相平
连通器原理
问题1:结合前面所学的液体压强,尝试用理论分析连通器的原理。
设想U形管下部正中有一小液片AB,
当液体不流动时,F左=F右,
又因为S左=S右
由p= 可知:p左=p右,
即pgh左=pgh右,
因为装的是同种液体,密度相等,所以h左=h右,
左右两管中的液面高度相同
问题2:分析不同液体会相平吗?
在连通器底部取一个面积为S 的小液片AB,当液体不流动时,液片处于静止状态。
由二力平衡的条件可知,液片受到的左右两管中液体对它的压力 F1=F2。
由p=可知:p1= p2 。
因为p1=ρ1gh1,p2=ρ2gh2 ;
所以ρ1gh =ρ2gh 。
又因为ρ1≠ρ2 ,所以 h1≠h2 。
任务二
船闸
活动:三峡船闸是世界上最大的人造连通器。结合视频,利用连通器的工作原理,你能解释轮船是怎样从下游驶向上游的吗?
阀门A打开,B关闭。水从________流向_________。
闸室水面与下游相平时,下游闸门打开,船驶入闸室。
关闭阀门A和下游闸门,打开阀门B,水______从流向
_____________。
闸室中水面与上游相平时,打开上游闸门,船驶往上游。
闸室
下游
闸室
上游
三峡船闸
1.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
2.某同学对连通器有以下理解,错误的是( )
A.连通器内各处压强相等
B.连通器是上端开口、下端相连的容器
C.水位计和锅炉构成连通器
D.连通器装有同种液体时,静止时各液面相平
A
3.在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水面相平的位置做出标记(如图所示)。这样做利用了________原理,目的是保证两点在____________.
连通器
同一水平面上
4.三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图所示,是轮船通过船闸的示意图。此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭。下列说法正确的是( )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B两侧的压力相等
A
总结:请画出本节内容的思维导图
液体压强的大小
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。
船闸
连通器
1.定义:上端开口、下部相连通的容器。
2.生活中的连通器
3.连通器的特点
船闸工作原理
三峡船闸
研究液体的压强