(共25张PPT)
第八章 压强和浮力
第二节
液体的压强
观察与思考
放在水平桌面上的木块会对桌面产生压强
那么装在杯子里的水对杯子底部会产生压强吗?
水对杯子侧壁会产生压强吗?
学习目标
理解液体内部压强的特点。(难点)
1
会用 p=ρgh 进行简单的计算。(重点)
2
液体压强的特点
液体压强产生的原因
产生原因:液体受到重力作用
没有水时,橡皮膜平坦
当倒入水时,橡皮膜向下凸出
结论:液体有向下(对容器底)的压强
液体压强的特点
液体压强产生的原因
结论:液体对容器侧壁有压强
产生原因:因为液体具有流动性
当倒入水时,橡皮膜凸出
没有水时,橡皮膜平坦
液体压强的特点
如图甲所示是组装好的微小压强计。胶管将U形管一端与蒙上薄橡皮膜的小金属盒(探头)相连。
压强计的原理:当薄橡皮膜不受外力作用时,U形管两侧液面等高;当薄橡皮膜受到外力作用而向里凹陷时,U形管两侧液面会出现高度差,我们可以用这个“高度差”反应探头所在位置液体的压强,压强越大,液面高度差越大。
通过U形管两侧液面高度差,判断压强的大小。
液体压强测量仪器:微小压强计
探究液体压强与哪些因素有关
甲
乙
液体压强的特点
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。
同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
实验1
液体压强的特点
同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
h: 研究点到自由液面的竖直距离。
改变探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
实验2
液体压强的特点
深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
将深水槽中的水换成浓盐水,重复之前的步骤,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。
实验3
液体压强的特点
结论:
1.液体内部各处都存在压强。
2.在液体内部同一深度处,各个方向的压强相等。
3.液体内部的压强随深度的增加而增大。
4.液体内部的压强跟液体的密度有关。
小结
1.液体内部存在压强。
2.在液体内部的同一深度处,向各个方向的压强都相等。
3.同种液体中,深度越大,压强越大。
4.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。
例
装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描绘正确的是( )
B
C
D
A
B
练一练
如图所示,容器中间的隔板将容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,若在容器的左侧装酒精,在容器的右侧装有等高度的水,则橡皮膜( )
A.向右侧凸起 B.向左侧凸起
C.保持相平,没有凸起 D.无法判断向哪侧凸起
B
液体压强的特点
为什么潜水员穿的深海潜水服要比浅海潜水服厚重一些?
恒压潜水服
工作深度:约合660 m
价格:270万美元
干式潜水服/湿式潜水服
工作深度:不超过60 m
价格:100元左右
思考:
液体压强的大小
S 平面上方的液柱对平面的压力
F=G=mg=ρVg=ρShg
p= = = = =ρgh
F
S
平面受到的压强
因此,液面下深度为h 处液体的压强为
由公式可以看出,液体压强大小只与ρ和h 有关,与其他因素无关
p=ρgh
液体压强的大小与什么因素有关?
液体压强的大小
液体压强的计算公式
p——液体在任一深度的压强——Pa
ρ——液体的密度—— kg/m3
g为常量,一般取9.8N/kg
h——深度—— m
p=ρgh
1.公式:
2.说明:
(4)液体内部压强只跟液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(1)h 指的是深度。即从所研究点到液面的竖直距离。
(2)使用时单位要统一。
(3)只适用于静止液体产生的压强。
液体压强的大小
帕斯卡裂桶实验
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。
原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度h就很大,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。
例
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1500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。
则7 km深处海水的压强为:
因为是估算,海水密度取ρ=1×103kg/m3 ,g 取10 N/kg,脚背的面积近似取S=130cm2=1.3×10-2m2。
解:
p=ρgh
=1×103kg/m3 ×10 N/kg×7×103m
=7×107Pa
例
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 p=ρgh 计算的时候,密度单位必须用kg/m3,深度的单位要用m。
F=pS=7×107Pa×1.3×10-2m2=9.1×105N
G=mg=60kg×10N/kg=6×102N
n= ≈1500
9.1×105N
6×102N
练一练
2. 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。(g取10N/kg)
60
6000
7000
1. 如图所示,A、B两点间的压强关系是( )
A.pA=pB B.pA>pB C.pA
C
课堂小结
随堂训练
1.关于液体的压强,下列说法中正确的是( )
A.液体对容器侧壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关
B.液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C.液体对容器底的压强大小跟容器底面积大小有关
D.液体的压强大小跟液体的体积大小有关
A
随堂训练
2.如图所示,A、B两支完全相同的试管,装有质量相等的不同液体,则:pA pB。(选填“>”“<”或“=”)
>
随堂训练
3.如图所示的是密闭的装有水的容器,现将其倒过来放置,则水对容器底的压强_________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
随堂训练
4.2020年6月8日,由中国科学院沈阳自动化
研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥
控潜水器,搭乘“探索一号”科考船载誉归来,
如图所示。“海斗一号”在科考任务中最大下潜深度10907米,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。“海斗一号”在下潜到104m时所受到海水的压强为 Pa,此时潜水器外壳1cm2的面积上受到海水的压力为 N(ρ海水=1×103kg/m3,g取10N/kg)。
1×108
1×104