神奇的压强
8.2 研究液体的压强
-
第八章
一 液体压强的产生
新知梳理
1.现象:如图8-2-1所示,液体使玻璃筒的底部和侧壁的橡皮膜向外凸出,这说明:液体对容器的 和 都有压强。?
图8-2-1
底部
侧壁
新知梳理
2.原因:由于液体受到 作用,所以对支撑它的容器底部有压强;由于液体具有 性,所以对阻碍它流散开的容器侧壁也有压强。?
重力
流动
二 探究液体内部压强的特点
新知梳理
1.U形压强计
未对橡皮膜加压时,U形管两侧的水面在 上;用力压橡皮膜时,U形管两侧水面会出现 ,加在橡皮膜上的压强越大,U形管两侧水面的 就越大。把压强计的金属盒放入水中时,根据U形管两侧水面的 就可以知道橡皮膜受到水的压强的大小。?
同一高度
高度差
高度差
高度差
新知梳理
2.实验:探究液体内部压强的特点
(1)实验器材:U形压强计、两只大烧杯、清水和盐水。
(2)实验步骤
①将压强计的金属盒依次放入水中不同深度处,观察液体的压强跟 的关系。?
②保持金属盒在水中的 不变,转动金属盒的方向,观察U形管两侧水面 的变化。?
③将金属盒分别放入清水和盐水中的同一深度,观察U形管两侧水面的 ,判断液体的压强跟 的关系。?
新知梳理
液体密度
高度差
高度差
深度
深度
新知梳理
(3)实验结论
液体内部各个方向都有 ,并且在同一深度各个方向的压强 ;液体内部的压强跟 有关, 增加,压强 ;不同液体内部的压强跟液体的 有关,在同一深度,液体 越大,压强 。?
压强
相等
深度
深度
增大
密度
密度
越大
(4)评估交流
①本实验设计采用了控制变量法和转换法。
②实验前需观察U形管两侧的液面是否相平。
③实验前需检查U形压强计的气密性。
新知梳理
三 连通器
新知梳理
连通器
上端 、底部互相 的容器?
连通器
原理
若连通器内装入同种液体,当液体 时,各容器中的液面总保持 ?
开口
连通
静止
相平
新知梳理
原理推导过程
液片模型
推导思路
在连通器中两容
器连通的部分取
一很薄的“片”
AB,AB受到左边
液体对它的压力F左和右边液体对它的压力F右的作用
液体不流动→液片处于平衡状态→液片两侧受到的压力_______,即F左=F右→液片两侧受到的压强 ,即p左=p右→两侧液体深度 ,即h左=h右→两侧液面______
应用
茶壶、过路涵洞、锅炉水位器、船闸等
相等
相等
相等
相平
四 液体内部压强的计算
新知梳理
在容器中装有密度为ρ的液体,可利用“理想模型法”推导液体在深度为h 处的压强p
设想在液面下有一高度为h、横截面积为S
的液柱,如图所示。计算这段液柱产生的压
强,就能得到液体内部深度为h处的压强公式
1.“理想模型法”推导液体内部压强公式
推导
过程
液柱体积:V= ;?
液柱质量:m=ρV= ;?
液柱重:G=mg= ;?
液柱对它底部的压力:F= ;?
液柱对它底部的压强:p= =______=______=______
Sh
ρ Sh
ρ Shg
G
ρ gh
新知梳理
新知梳理
2.液体内部的压强公式:p= 。
[点拨]在液体压强公式中h指的是研究的位置到自由液面的竖直距离。
?
ρ gh
类型一 探究液体内部压强的特点
应用示例
例1 [2020·巴中] 在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中,操作过程如图8-2-2所示。
图8-2-2
(1)实验中液体压强是用U形管两侧液面 来表示的,这种方法叫 法。?
(2)通过比较 两个图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。?
(3)通过比较D、E两个图,可探究液体压强与 的关系。?
(4)通过比较A、B、C三个图,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强 。?
应用示例
高度差
转换
相等
C、D
液体密度
应用示例
应用示例
实验点拨
应用示例
(3)探究液体内部压强特点的两种实验方法
①转换法:把不同深度液体压强的大小转换为U形管两侧液面高度差的变化。高度差越大,表明液体的压强越大;反之,表明液体的压强越小。
②控制变量法:液体压强与液体的密度和液体的深度有关,故探究过程中需要采用控制变量法。在研究液体压强与液体密度的关系时,需控制液体深度不变;在研究液体压强与液体深度的关系时,需控制液体密度不变。
类型二 液体压强的计算
应用示例
应用示例
应用示例
方法指导
液体压强计算的技巧点拨
(1)液体压强公式p=ρgh中h表示深度,而
不是高度。深度和高度是两个不同的
概念,深度是指液体的自由液面到某点
之间的竖直距离,即深度是由上往下量的;而高度是指底部到液体中某一点的竖直距离,即高度是由下往上量的。判断出h的大小是计算液体压强的关键,如图8-2-3所示,图甲中A点的深度为30 cm,图乙中B点的深度为40 cm,图丙中C点的深度为50 cm。(2)液体的压强、压力的计算,一般是先求压强(p=ρgh),再求压力(F=pS)。
图8-2-3
类型三 连通器
应用示例
连通器
不流动(静止)
保持相平
不能
应用示例
方法指导
课堂小结
液体产生压强的原因
用U形压强计测量液体压强
液体压强的特点
液体压强公式的推导
液体压强的应用
连通器
1.在饮料瓶的不同高度处开两个小孔,当瓶里灌满水时,各个小孔喷出水的情况如图12-1所示,这表明水对容器的 有压强,而且压强随 的增加而增大。?
课堂反馈
A
侧壁
深度
图12-1
2.如图12-2所示的实验装置的名称为 ,可用来探究“液体内部的压强与哪些因素有关”,实验时通过观察
来比较压强大小。?
课堂反馈
A
压强计
图12-2
U形管两侧液面的高度差
课堂反馈
A
图12-3
压强
同种液体内部的压强随深度的增加而增大
各个方向
相等
课堂反馈
A
图12-4
不可靠的
没有控制金属盒在液体中的深度相同
课堂反馈
B
9 cm
12 cm
3 cm
12 cm
课堂反馈
B
2.“蛟龙号”载人潜水器于2016年5月18日在西北太平洋完成该海域的第三次科学应用下潜。当“蛟龙号”下潜至5000 m深处时,受到海水的压强是 Pa。(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)?
5×107
课堂反馈
B
D
课堂反馈
B
B
课堂反馈
B
课堂反馈
B
[答案]由图可知水的深度h=12 cm=0.12 m,
杯底所受水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1200 Pa,
水对杯底的压力:
F=pS=1200 Pa×10×10-4 m2=1.2 N。
谢 谢 观 看!