液体的压强
一、创设情景,明确目标
当人站在齐胸深的水中时,为什么会感到有压迫感?潜水员在深水中作业时为什么要穿上特制的服装?
二、自主学习,指向目标
学生自学教材第33页至第37页,完成教材自主研学部分的内容。
三、合作探究,达成目标
1.液体压强的特点
(1)产生的原因
①液体由于受到重力的作用,对容器底部有压强。
②液体具有流动性,对容器的侧壁也有压强。
(2)测量液体的压强:常用液体压强计来测量液体内部的压强。如图所示就是液体压强计。引导学生认识压强计的作用、构造、测量原理以及使用方法,并让学生动手来熟悉它。
(3)探究液体内部压强跟哪些因素有关:
①影响液体内部压强的因素有:
A.液体内部的深度h。 B.液体的密度ρ。
②探究方法:由于多个因素影响压强的大小,所以在研究某一个因素时,必定要保证其他的因素相同,这种方法叫做控制变量法。
【教师强调】 ①实验前应检查套在金属盒上的橡皮膜,连接用的橡皮管及连接各处是否漏气。
②不能让压强计管中液面差过大。避免部分液体从管中流出。
③在探究过程中要记录的数据有:
深度/cm 橡皮膜
方向
水(盐水)
压强计
左液面 /mm 右液面
/mm 液面高度差
/mm
3 朝上
3 朝下
3 朝侧面
6 ……
9 ……
【教师点拨】 当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两端的液面出现高度差,压强越大,U形管两边的液面高度差越大。
【演示】 ①把探头浸没在水中,观察U形管两边示数变化情况并记录。
②将压强计探头浸没在水中,保持探头在水中的深度不变,改变橡皮膜的朝向,使之朝上、朝下、朝侧面,观察U形管两边示数变化情况并记录。
【归纳】 液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度处,液体内部朝各个方向的压强相等。
【演示】 改变压强计的探头深度,观察U形管两边示数变化的情况。
让学生观察探头在水和盐水中同一深度处时U形管两边示数变化情况。
【归纳】 在同一种液体中,深度越大,液体压强越大;在同一深度处,液体的密度越大,液体压强也越大。
【拓展】 通过上述实验探究,我们知道液体的压强与液体的密度和深度有关,与液体的质量、体积、物体的密度等因素无关。
【提问】 那么液体的压强与液体的密度和深度的关系是怎样的呢?
引导学生进行推导,通过分析和论证得出结论,并与同学进行交流。
【归纳】 可以发现液体密度越大,且物体所处的深度越深时,物体受到液体的压强越大。有关系式为p=ρgh,其中“ρ”是液体的密度,“h”是物体所处的深度。
2.连通器
(1)怎样判断锅炉内有多少水?
引导学生观察教师所出示的几种容器来思考:这些容器在构造上有什么样的共同特征?
【总结】 它们都是上端开口、底部连通的容器,把它们称之为连通器。
(2)连通器中各容器中的水面高度为什么总是相同的?
引导学生从液体压强的角度来考虑,如果连通器上某一个容器的水面比其他的高,那么水会流动。
【总结】 当连通器中的水不流动时,各容器中的水面总保持相同。锅炉的水位计就是利用这个原理工作的。
【学生思考】 茶壶的盖子为什么要留一个小孔?
【知识拓展】 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝建成后,大坝上下游的水位差可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题:下游的船只要驶往上游,怎样把这些船只举高一百多米?
【学生讨论】 船只是怎样通过船闸的。
四、总结梳理,内化目标
1.液体存在压强
①现象:液体不但对容器的底部和侧壁有压强,而且液体内部朝各个方向也有压强。
②产生原因:液体受重力的作用且具有流动性。
2.液体压强与哪些因素有关
①当液体深度不变时,密度越大,压强越大。
②当液体密度不变时,深度越深,压强越大。
③液体内部压强的计算p=ρgh,其中ρ表示液体的密度,h表示液体自由表面到液体中被测位置的竖直距离。
3.应用——连通器
①定义:上端开口底部相通的容器。
②原理:静止在连通器中的同一种液体与大气接触部分的液面总是相平的。
五、达标检测,反思目标
1.如图所示,一个封闭容器内盛有一定的液体,液体对容器底的压强为p1,若将此容器倒置,液体对容器底的压强p2为( )。
A.p1=p2 B.p1
C.p1>p2 D.无法判定
答案 B
2.关于液体压强,以下说法中正确的是( )。
A.液体压强是由液体重力产生的,因此液体只有竖直向下的压强
B.由于液体有流动性。液体不仅有向下的压强,还有对容器侧壁的压强,但没有向上的压强
C.同一深度,不论什么液体,产生的压强都相等
D.以上说法都不正确
答案 D
3.如右图所示,在一个直玻璃筒的下端扎有一个橡皮膜,如果向直筒中倒入一定量的水,则橡皮膜的形状是________的,如果将直筒缓慢地插入水中,则橡皮膜的形状将逐渐________,当直筒内外的水面相平时。则橡皮膜的形状是________的;如果直筒外的水面高于筒内的水面时,橡皮膜的形状是________的。
答案 向外凸起 改变 平整 向内凹陷
4.如右图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度关系图象。由图象可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲________ρ乙(填“>”“<”或“=”),其中______液体是水。
答案 > 乙
5.如图所示,两个粗细不同的容器内都盛有水,容器底部用橡皮管相连,管中部有一个开关S,左边容器中水面较高,当开关S打开后( )。
A.水从左边流向右边,最后两边水面相平
B.右边容器粗,水重量大,水从右边流向左边
C.水不会流动
D.以上说法都不对
答案 A
6.一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2,如右图所示,求:
(1)水对杯底的压强;
(2)若桌面受玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯的质量。
解析 (1)水对玻璃杯底的压强p水=ρ水gh=1.2×103Pa
(2)由p=得桌面所受压力F=p·S=2.7×103Pa×10-3m2=2.7N,杯中水重G水=m水g=1.5N
杯重G杯=F-G水=2.7N-1.5N=1.2N
m杯===0.12kg
七.见《名师学案》学生用书配套部分。
板书设计:
一、液体压强产生的原因:液体受重力的作用且具有流动性。
二、液体压强特点:液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,各个方向的压强相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关。
三、液体压强计算公式:p=ρgh
四、连通器:上端开口、下部连通的容器。
八.课下作业:
课本38页 1,2,4
全品学练考 25~28页