(共31张PPT)
第二节
液体内部的压强
为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
情境导入
水坝为什么要建成上窄下宽呢?
为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些?
新课探究
如图所示,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?
现象:向上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管内注入液体后,橡皮膜向下凸起。
下面的薄膜凸出说明什么?
由于液体自身的重力产生了压强。
现象:向上端开口、下端封闭、侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管内注入液体后,橡皮膜向外凸起。
侧面的薄膜为什么凸出?
液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强。
1.由于液体受重力的作用,所以液体对容器底有压强。
2.由于液体具有流动性,所以液体对容器侧壁也有压强。
液体内部是否也存在压强?
现象:将上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管压入液体中,橡皮膜向上凸起。
现象:将上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管压入液体中,橡皮膜向上凸起。
底面的薄膜为什么凸出?
橡皮膜发生形变,说明受到力的作用,即液体内部处处都有压强。
液体压强产生的原因:
液体对容器侧壁的不同位置压强是否相同?液体内部不同位置的压强是否相同?如果不相同,是否遵循什么规律呢?
A
B
C
你能画出下图中A、B、C孔中水流的大致路径吗?
点击画面播放
水越深的地方压强越大。
现象:越往下的孔喷出的水越远。
微小压强计是专门用来研究液体内部压强的仪器。
微小压强计
U形玻璃管,内有红墨水染红的水
橡胶软管
橡皮膜
探头
原理:当探头上的橡皮膜受到压强时,空气进入U形管,使左侧液面下降,右侧液面上升,两边液面出现高度差,两边高度差表示出液体压强的大小。压强越大,液面高度差越大,反之亦然。
Δh
1.将微小压强计的探头放入水中较浅处,记录玻璃管两侧的液面高度差。
2.保持探头在水中的深度不变,改变探头的方位,记录不同情况下玻璃管两侧的液面高度差。
3.改变探头在水中的深度,重复步骤2。
4.将大烧杯中的水换成浓食盐水,重复上述步骤。
将实验数据记录在下表中。
控制探头在水中的深度不变,改变探头的方向。
现象:U型管两边液面的高度差不变。
液体内部压强与方向无关
保持探头的方向不变,改变探头在水中的深度。
现象:U型管两边液面的高度差变大。
液体内部压强随深度的增加而增加
将水换成浓食盐水,控制探头的方向、深度不变。
现象:U
型管两边液面的高度差不一样。
液体内部的压强跟液体的密度有关
通过上面的实验探究,对于液体内部的压强,我们可以得出如下的结论:
(1)液体内部______都存在压强。
各处
(2)在液体内同一深度的不同位置处,液体的压强___
_______,与探头的方位________。
相等
无关
(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
同一深度处液体的密度越大,压强越大
大坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,坝底受到水的压强大,下宽能耐压。
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。
液体压强随深度的增加而增大,故深海潜水服要比浅海潜水要更耐压,更厚重些。
S平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为h处液体的压强为
p=ρgh
课堂小结
液体压强
1.液体内部压强产生的原因
2.液体内部压强的特点
3.公式:p=ρgh
随堂练习
1.潜水艇潜入水下的深度有一定限度,下潜过深时则可能导致艇壳被损坏,这是什么缘故?请你上网查询不同的潜水艇可以下潜的最大深度。
解:任何物体承受的压强都有一定的限度,超过了这个限度,物体就有被压坏的可能。由于水的压强随深度的增加而增大,所以潜入水中的潜水艇在水下的深度要有一定限度,以防艇壳承受的压强过大而损坏。
2.一艘潜水艇潜入水面以下100m深处时,潜水艇的舱盖(面积为2m2)所受到水的压强和压力各是多大?如果这艘潜水艇再下潜50m,舱盖所受到的压力变为多大?
解:潜水艇潜入水面以下100m深处时所受的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×100m=9.8×10?Pa。
所受的压力为
F=pS=9.8×105Pa×2m2=1.96×106N。
2.一艘潜水艇潜入水面以下100m深处时,潜水艇的舱盖(面积为2m2)所受到水的压强和压力各是多大?如果这艘潜水艇再下潜50m,舱盖所受到的压力变为多大?
解:潜水艇潜入水面以下150m深处时所受的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×150m=1.47×106Pa。
所受的压力为
F=pS=1.47×106Pa×2m2=2.94×106N。
3.如图所示,平底烧瓶底面积为30cm2,内装500mL水,水的深度为10cm,烧瓶放置在表面积为80dm2的水平桌面上。容器自重和容器的厚度均可忽略不计,求:
(1)水对烧瓶底的压力;
(2)桌面受到的压强。
解:(1)水对烧瓶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
水对烧瓶底的压力
F=pS=980Pa×3×10-3m2=2.94N
(2)瓶中水的重力
G=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N
桌面受到的压强
液体密度一定,液体内部压强与深度成正比,深度越大,压强越大。类似的实验设计可上网查阅,也可自己设计。
4.法国科学家帕斯卡在1648年做了一个实验(如图)。在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插进一根细长的管子,他从楼房的阳台上向管中灌水,只用了几杯水,就把桶撑裂了。你能解释这个现象吗?请设计一个类似的实验并试试看。