8.2研究液体的压强课件
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课件29张PPT。8.2 研究液体的压强知识点1知识点2知识点3知识点1 液体压强
1.产生的原因:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器的底和容器的侧壁都会产生压强。如图所示。知识点1知识点2知识点32.压强计
(1)压强计是测量液体内部压强的仪器。
(2)构造:如图所示
(3)原理:把金属盒放入液体中,橡皮膜受到液体压强的作用,而向里凹,封闭在管内的气体把这个压强传递给液体,两侧液面出现高度差。压强越大,液面高度差也越大。知识点1知识点2知识点33.探究液体内部压强的特点 知识点1知识点2知识点3总结:液体内部各个方向都有压强;同一深度各个方向的压强相等;液体内部压强跟深度有关,深度增加,压强增大;不同的液体内部的压强跟液体的密度有关,在同一深度,密度越大,压强越大。知识点1知识点2知识点3例1 (2017·上海崇明一模)如图所示,是用压强计探究液体内部压强的情景。知识点1知识点2知识点3(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处液体的压强的大小,高度差越大,液体的压强 (选填“越大”或“越小”);?
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;?
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随 的增加而增大;?
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液体的 。?知识点1知识点2知识点3解析:(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。
(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。
答案:(1)越大 (2)相等 (3)深度 (4)高度差变大知识点1知识点2知识点3知识点2 液体压强的大小
1.公式:p=ρgh
2.公式推导:如图所示,设某一平面在静止液面下的深度为h,平面的面积为S;
平面上方的液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg知识点1知识点2知识点3拓展归纳1.由p=ρgh可知,液体内部压强的大小只与液体的密度和深度有关,与液体的质量、体积及容器的形状无关。公式p=ρgh中的“h”是指由液体内某一点到液体自由面的竖直高度。
2.公式p=ρgh的适用范围: 是压强的定义式,对固体、液体和气体是普遍适用的;p=ρgh是由 推导出来的,是计算液体压强的决定式。知识点1知识点2知识点3例2 (2017·四川三台期中)一油库装煤油的油罐中盛有4 m深的煤油,在距底部0.5 m处发现有一面积为10 cm2的圆形漏油孔。(ρ油=0.8 g/cm3)求:
(1)小孔处煤油的压强多大?
(2)要堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?(g取10 N/kg)
解析:(1)小孔所处的深度为h=4 m-0.5 m=3.5 m,小孔处受到煤油的压强:p=ρgh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×3.5 m=2.8×104 Pa;
(2)小孔的面积为S=10 cm2=0.001 m2,由 可得,小孔处受到煤油的压力:F=pS=2.8×104 Pa×0.001 m2=28 N;所以要堵住这个孔,需要施加的力至少等于小孔处的压力,即为28 N。
答案:(1)2.8×104 Pa (2)28 N知识点1知识点2知识点3知识点3 连通器 知识点1知识点2知识点3拓展归纳连通器液面相平的原因
如图所示,设想容器底部有一薄塑料片CD,当液体不流动时,薄片CD处于静止,则其受力平衡,即F左=F右,F左是薄片左边的液体对它的压力,F右是薄片右边的液体对它的压力。可知p左·S左=p右·S右,对于薄片CD,其受力面积一定,即S左=S右,故p左=p右,由液体压强公式得:ρ左gh左=ρ右gh右。当连通器里注入的是同种液体时,ρ左=ρ右,得:h左=h右,即液面相平。知识点1知识点2知识点3例3 (2017·山东邹城月考)连通器在日常生活生产中有着广泛的应用,图示的事例中利用连通器原理的是( )
A.只有甲、乙 B.只有丙、丁
C.只有甲、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁知识点1知识点2知识点3解析:甲图,过路涵洞是上面开口,下面连通的,属于连通器;乙图,拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形状,不属于连通器;丙图,洗手间下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,属于连通器;丁图,船闸的原理是先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器。由上述分析可知选项甲、丙、丁都属于连通器。
答案:C考点1考点2考点3考点1 液体压强的特点
例1 (2017·江苏张家港模拟)小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
考点1考点2考点3(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是 。?
A.再多加一些红墨水
B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装
D.按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与 有关。?考点1考点2考点3(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论 (选填“正确”或“不正确”),原因是 ? 。?
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 。?
①烧杯中换密度差更大的液体 ②U形管中换用密度更小的酒精 ③将U形管换成更细的考点1考点2考点3解析:(1)使用压强计之前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。如题图甲所示,压强计U形管两边红墨水的高度不相等,说明压强计各部分之间连接不够严密,有漏气现象,接下来的操作应该是取下橡皮管重新安装,故选C;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关;
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强跟密度的关系;考点1考点2考点3(4)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”,U形管左右两侧液面的高度差增大;“U形管中换用密度更小的酒精”,U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选③。
答案:(1)C (2)深度 (3)不正确 没有保持金属盒所处深度相同 (4)③考点1考点2考点3考点1考点2考点3考点2 液体压强与压力的计算
例2
(2017·甘肃凉州期中)如图所示,平底茶壶的质量是400 g,底面积是40 cm2,内盛0.6 kg深度为12 cm的水,放置在面积为1 m2的水平桌面中央。
试求:(1)水对茶壶底部的压强和压力;
(2)茶壶对桌面的压强和压力。(g取10 N/kg)考点1考点2考点3解析:(1)平底茶壶内水的深度:h=12 cm=0.12 m,水对茶壶底部的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa;
由 可得,水对茶壶底部的压力:F=pS=1 200 Pa×40×10-4 m2=4.8 N;
(2)茶壶对桌面的压力:F'=G总=(m水+m壶)g=(0.6 kg+400×10-3 kg)×10 N/kg=10 N,
答案:(1)水对茶壶底部的压强为1 200 Pa,压力为4.8 N
(2)茶壶对桌面的压强为2 500 Pa,压力为10 N考点1考点2考点3考点1考点2考点3考点3 连通器原理及应用
例3 (2017·湖北黄石期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7 cm、5 cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开后( )
A.水从容器A内向B流动
B.当水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为1∶1
C.当水不流动时,A中液面高于B中液面
D.当水不流动时,A、B两容器中液面相平,所以A、B容器底的深度均为6 cm考点1考点2考点3解析:由题图可知,若将阀门K打开后,A、B构成连通器,因为如果连通器中只有一种液体,在液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的,A的液面高于B的液面,所以若将阀门K打开,水从容器A内向B流动,当水不流动时,A中液面与B中液面相平,故A正确,C错误;根据题图可知,打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2 cm,变为hA=5 cm,B液面上升2 cm,变为hB=7 cm,A、B两容器底面的压强之比:
答案:A考点1考点2考点3教材问题详解
教材第70页活动1
饮料瓶上刻有细槽,容易破裂,便于观察效果。管子应该长些,并伸直向上,效果更明显,将塞子塞紧,并用蜡或凡士林密封。在实验中,当向塑料管倒入的水达一定高度时,饮料瓶被撑破,可以联想到水的高度起到了重要作用。自我评价与作业详解
1.因为液体的压强跟液体的深度有关,深度越大,压强越大,虽然只有几杯水,由于管子细,因此深度大,从而产生了较大的压强。
2.液体压强随深度的增加而增大,潜水员进入深水作业时,受到的压强较大,必须穿上特制的潜水服进行保护;由于潜水服的受压能力有一定的限度,因此还要限制潜水的深度。
3.(1)(a)、(b) (2)增大 (3)液体内部压强与液体的密度有关,密度越大,压强越大
4.同一水平面上 连通器
1.产生的原因:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器的底和容器的侧壁都会产生压强。如图所示。知识点1知识点2知识点32.压强计
(1)压强计是测量液体内部压强的仪器。
(2)构造:如图所示
(3)原理:把金属盒放入液体中,橡皮膜受到液体压强的作用,而向里凹,封闭在管内的气体把这个压强传递给液体,两侧液面出现高度差。压强越大,液面高度差也越大。知识点1知识点2知识点33.探究液体内部压强的特点 知识点1知识点2知识点3总结:液体内部各个方向都有压强;同一深度各个方向的压强相等;液体内部压强跟深度有关,深度增加,压强增大;不同的液体内部的压强跟液体的密度有关,在同一深度,密度越大,压强越大。知识点1知识点2知识点3例1 (2017·上海崇明一模)如图所示,是用压强计探究液体内部压强的情景。知识点1知识点2知识点3(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处液体的压强的大小,高度差越大,液体的压强 (选填“越大”或“越小”);?
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;?
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随 的增加而增大;?
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液体的 。?知识点1知识点2知识点3解析:(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。
(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。
答案:(1)越大 (2)相等 (3)深度 (4)高度差变大知识点1知识点2知识点3知识点2 液体压强的大小
1.公式:p=ρgh
2.公式推导:如图所示,设某一平面在静止液面下的深度为h,平面的面积为S;
平面上方的液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg知识点1知识点2知识点3拓展归纳1.由p=ρgh可知,液体内部压强的大小只与液体的密度和深度有关,与液体的质量、体积及容器的形状无关。公式p=ρgh中的“h”是指由液体内某一点到液体自由面的竖直高度。
2.公式p=ρgh的适用范围: 是压强的定义式,对固体、液体和气体是普遍适用的;p=ρgh是由 推导出来的,是计算液体压强的决定式。知识点1知识点2知识点3例2 (2017·四川三台期中)一油库装煤油的油罐中盛有4 m深的煤油,在距底部0.5 m处发现有一面积为10 cm2的圆形漏油孔。(ρ油=0.8 g/cm3)求:
(1)小孔处煤油的压强多大?
(2)要堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?(g取10 N/kg)
解析:(1)小孔所处的深度为h=4 m-0.5 m=3.5 m,小孔处受到煤油的压强:p=ρgh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×3.5 m=2.8×104 Pa;
(2)小孔的面积为S=10 cm2=0.001 m2,由 可得,小孔处受到煤油的压力:F=pS=2.8×104 Pa×0.001 m2=28 N;所以要堵住这个孔,需要施加的力至少等于小孔处的压力,即为28 N。
答案:(1)2.8×104 Pa (2)28 N知识点1知识点2知识点3知识点3 连通器 知识点1知识点2知识点3拓展归纳连通器液面相平的原因
如图所示,设想容器底部有一薄塑料片CD,当液体不流动时,薄片CD处于静止,则其受力平衡,即F左=F右,F左是薄片左边的液体对它的压力,F右是薄片右边的液体对它的压力。可知p左·S左=p右·S右,对于薄片CD,其受力面积一定,即S左=S右,故p左=p右,由液体压强公式得:ρ左gh左=ρ右gh右。当连通器里注入的是同种液体时,ρ左=ρ右,得:h左=h右,即液面相平。知识点1知识点2知识点3例3 (2017·山东邹城月考)连通器在日常生活生产中有着广泛的应用,图示的事例中利用连通器原理的是( )
A.只有甲、乙 B.只有丙、丁
C.只有甲、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁知识点1知识点2知识点3解析:甲图,过路涵洞是上面开口,下面连通的,属于连通器;乙图,拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形状,不属于连通器;丙图,洗手间下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,属于连通器;丁图,船闸的原理是先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器。由上述分析可知选项甲、丙、丁都属于连通器。
答案:C考点1考点2考点3考点1 液体压强的特点
例1 (2017·江苏张家港模拟)小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
考点1考点2考点3(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是 。?
A.再多加一些红墨水
B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装
D.按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与 有关。?考点1考点2考点3(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论 (选填“正确”或“不正确”),原因是 ? 。?
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 。?
①烧杯中换密度差更大的液体 ②U形管中换用密度更小的酒精 ③将U形管换成更细的考点1考点2考点3解析:(1)使用压强计之前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。如题图甲所示,压强计U形管两边红墨水的高度不相等,说明压强计各部分之间连接不够严密,有漏气现象,接下来的操作应该是取下橡皮管重新安装,故选C;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关;
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强跟密度的关系;考点1考点2考点3(4)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”,U形管左右两侧液面的高度差增大;“U形管中换用密度更小的酒精”,U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选③。
答案:(1)C (2)深度 (3)不正确 没有保持金属盒所处深度相同 (4)③考点1考点2考点3考点1考点2考点3考点2 液体压强与压力的计算
例2
(2017·甘肃凉州期中)如图所示,平底茶壶的质量是400 g,底面积是40 cm2,内盛0.6 kg深度为12 cm的水,放置在面积为1 m2的水平桌面中央。
试求:(1)水对茶壶底部的压强和压力;
(2)茶壶对桌面的压强和压力。(g取10 N/kg)考点1考点2考点3解析:(1)平底茶壶内水的深度:h=12 cm=0.12 m,水对茶壶底部的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa;
由 可得,水对茶壶底部的压力:F=pS=1 200 Pa×40×10-4 m2=4.8 N;
(2)茶壶对桌面的压力:F'=G总=(m水+m壶)g=(0.6 kg+400×10-3 kg)×10 N/kg=10 N,
答案:(1)水对茶壶底部的压强为1 200 Pa,压力为4.8 N
(2)茶壶对桌面的压强为2 500 Pa,压力为10 N考点1考点2考点3考点1考点2考点3考点3 连通器原理及应用
例3 (2017·湖北黄石期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7 cm、5 cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开后( )
A.水从容器A内向B流动
B.当水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为1∶1
C.当水不流动时,A中液面高于B中液面
D.当水不流动时,A、B两容器中液面相平,所以A、B容器底的深度均为6 cm考点1考点2考点3解析:由题图可知,若将阀门K打开后,A、B构成连通器,因为如果连通器中只有一种液体,在液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的,A的液面高于B的液面,所以若将阀门K打开,水从容器A内向B流动,当水不流动时,A中液面与B中液面相平,故A正确,C错误;根据题图可知,打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2 cm,变为hA=5 cm,B液面上升2 cm,变为hB=7 cm,A、B两容器底面的压强之比:
答案:A考点1考点2考点3教材问题详解
教材第70页活动1
饮料瓶上刻有细槽,容易破裂,便于观察效果。管子应该长些,并伸直向上,效果更明显,将塞子塞紧,并用蜡或凡士林密封。在实验中,当向塑料管倒入的水达一定高度时,饮料瓶被撑破,可以联想到水的高度起到了重要作用。自我评价与作业详解
1.因为液体的压强跟液体的深度有关,深度越大,压强越大,虽然只有几杯水,由于管子细,因此深度大,从而产生了较大的压强。
2.液体压强随深度的增加而增大,潜水员进入深水作业时,受到的压强较大,必须穿上特制的潜水服进行保护;由于潜水服的受压能力有一定的限度,因此还要限制潜水的深度。
3.(1)(a)、(b) (2)增大 (3)液体内部压强与液体的密度有关,密度越大,压强越大
4.同一水平面上 连通器