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第九章 压强
9.2 液体的压强
教学目标：
1.物理观念：
（1）知道液体对容器底和侧壁的压强；知道液体内部存在压强。
（2）通过实验，探究液体压强与哪些因素有关。
（3）知道液体压强的分布规律。
（4）能利用液体内部压强分布规律解释分析一些简单的有关问题。
2.科学思维：
理性归纳液体内部压强规律，建立液柱模型推导液体压强公式。
3.科学探究：
（1）通过实验探究，总结液体压强分布规律，让学生初步体会实验归纳的研究方法。
（2）实验和理性思维相结合，培养学生的科学探究能力。
4.科学态度与责任：
通过各个环节，激发学生的求知欲，并使学生体验探究的乐趣，培养学生乐于探究物理知识的精神。
教学重点：探究液体压强与哪些因素有关。
教学难点：推导液体压强的计算公式。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、压强计、水槽、水、盐水、铁架台、试管，橡皮膜，矿泉水瓶，连通器演示器。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2020年11月10日4点50分左右，在位于太平洋马里亚纳海沟区域的海面上，中国第一艘万米级载人潜水器“奋斗者”号，被从母船吊入深蓝色的大海，开始冲击万米海深。“奋斗者”号是工作型、科考型的，可以搭载三人潜入万米海底，能够自主巡航，进行生物矿物和地理物理等科学考察，空间大、时间长、乘员多，难度远超类似深潜器。
自2020年10月10日起，“奋斗者”号赴马里亚纳海沟开展万米海试，成功完成13次下潜，其中8次突破万米。11月10日8时12分，“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录。
深海10909米意味着什么？有人说，设想你在10900米深的“奋斗者”号潜水器中把一只脚伸到外面水里，海水对你脚背的压力相当于2200个人叠起来踩在你的脚上！
海水的压力果真有这么大吗？
二、新课讲授，师生互动
静止在桌面上的水杯，对支承它的桌面有压力，因而对桌面产生压强。杯中的水对杯底也有压强吗
想想做做
家里洗菜池没有水时，要提起池底排水口的橡皮塞很容易；洗碗菜池装满水时，要提起橡皮塞就比较费力，这说明水对池底的橡皮塞有向下的压力，水对橡皮塞有压强。
液体内部对侧面、对上方有压强吗？
（一）液体压强特点
思考：固体放在水平地面上由于受到重力而对接触面产生压强，那么液体也受重力的作用，液体对容器底有压强吗？
由于液体受到重力的作用，而对支撑它的容器底部有压强。
思考：液体对容器底有压强，对容器侧壁也有压强吗？
由于液体具有流动性，会对容器的侧壁有压强。
如图所示，液体能从容器侧壁的孔中流出，说明液体对侧面有压强；喷泉中水柱能向上喷出，说明液体内部向上也有压强。由于液体有流动性，液体内部向各个方向都有压强。
提出问题：液体内部的压强的大小有什么特点呢？
猜想与假设：液体内部的压强可能跟液体的深度有关？可能跟液体的密度有关？
制定计划与设计实验：
如图所示是测量液体内部的压强的仪器——压强计。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。当探头上的橡皮膜受到压强时，橡皮膜发生形变，Ｕ形管两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了薄膜所受压强的大小。
制定计划与设计实验：
1.如图，把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变，看看液体内部在同一深度各个方向的压强是否相等。
2.增大探头在水中的深度，看看液体内部压强与深度有什么关系。
3.换用不同液体（如盐水）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。
液体内部压强的大小具有这样的特点:
在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。深度越深，压强越大。液体内部的压强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。
（二）液体压强的大小
我们研究容器中液体内部的压强跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系。
要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。
这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱的重力是解决问题的关键。设液柱的高处为h，平面的面积为S。
这个平面上方的液柱对平面的压力
F=G=mg=ρVg=ρShg
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
液体压强公式： p =ρgh。
p表示压强，单位是Pa。ρ表示液体的密度，单位是kg/m3，h表示液体的深度，单位是m。
（1）液体的压强只跟液体的深度和密度有关，跟容器的形状和液体的质量、体积等因素无关。
（2）深度的计算：深度是以液面为起点，液体中某点到液面的竖直距离。
人们在水中活动要承受一定的压强。屏住呼吸的潜水员在浅海中采集海参、珍珠贝；背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留。（如图所示）
若要在较深的海水中工作，就要穿抗压潜水服了，这是由于海水的压强随深度的增加而增大，人体此时已无法承受海水的压强。
如果要潜入更深的海底，抗压潜水服也无能为力，需要专门的潜水器，以抗巨大的水压。2012年，我国的蛟龙号载人潜水器顺利完成7000m级潜水实验。这标志着我国深海潜水科技达到了一个新的水平。
例题：有人说“设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力大小相当于1500个人的重力！”海水压力真有这么大吗？请通过计算说明。
解：因为是估算，海水的密度取ρ=1×103kg/m3 ， g取10N/kg，
脚背宽度取8～10cm，脚背长度取12～15cm，脚背面积取96～150cm2，
近似取S=130cm2 =1.3×10-2m2 。
7km深处海水的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg ×7×103m
=7×107Pa
脚背受到的压力为
F=pS=7×107N/m2×1.3×10-2m2= 9×105N
一个成年人的质量约为60kg,所受重力为
G=mg=60kg×10N/kg= 6×102N
假设脚背所受压力的大小相当n个成年人所受的重力，则 =(9×105 )/(6×102 )=1500
估算结果表明，在7km的海底，水对脚背的压力确实相当于1500个人所受的重力。
利用公式 p= gh计算时，密度ρ的单位一定要用kg/m3，液体深度h的单位一定要用m，计算出压强p的才是Pa。
（三）连通器
上端开口，底部连通的容器叫做连通器。如图，连通器里装的是相同的液体，当液体不流动时，连通器各部分的液面高度总是相同的。
如图所示的连通器里装的是相同的液体，当液体不流动时，连通器各部分的液面高度总是相同的。
设想在U型管底部有液片AB，液体不流动时，AB保持静止，AB受到左边液体的对它的压力与右边液体对它的压力相等。
设想在U型管底部有液片AB，液体不流动时，AB保持静止，AB受到左边液体的对它的压力F1与右边液体对它的压力F2相等。液片AB的面积为S，则液片AB受到左边液体对它的压强p1与右边液体对它的压强p2相等。
设想在U型管底部有液片AB，液体不流动时，AB保持静止，
压力F1=F2，压强p1=p2。
p1=ρ1gh1，p2=ρ2gh2
如果ρ1=ρ2，则h1=h2。
即同种液体，液面高度相等。
设想在U型管底部有液片AB，液体向右流动时，压力F1>F2，压强p1>p2，ρ1=ρ2，h1>h2。
即同种液体，液面高度不相等，液体从液面高处流向液面低处。
想想议议
如图所示是生活中常见的连通器，它们各有什么功能？想想看，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的？
水壶的壶嘴与壶身组成连通器。
排水管的U形“反水弯”是一个连通器。
锅炉和外面的水位计组成连通器。
三、总结反思，超越自我
1.液体的压强产生的原因，液体有重力且具有流动性。
2.液体内部压强的特点：（1）液体内部向各个方向都有压强；（2）在同一深度，向各个方向的压强大小相等；（3）液体内部的压强随深度的增加而增大；（4）在同一深度，液体的密度越大，压强越大。
3.影响液体内部压强大小的因素是液体的深度和液体的密度。液体压强的大小p= 。
4.测量液体内部压强大小的仪器是压强计。
5.上端开口，底部连通的容器叫做连通器。连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。水壶、船闸是连通器。
四、板书设计，整合提升
1.液体的压强产生的原因，液体有重力且具有流动性。
2.液体内部压强的特点：（1）液体内部向各个方向都有压强；（2）在同一深度，向各个方向的压强大小相等；（3）液体内部的压强随深度的增加而增大；（4）在同一深度，液体的密度越大，压强越大。
3.影响液体内部压强大小的因素是液体的深度和液体的密度。液体压强的大小p= 。
4.测量液体内部压强大小的仪器是压强计。
5.上端开口，底部连通的容器叫做连通器。连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。水壶、船闸是连通器。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 测量液体内部的压强的仪器叫做压强计
B. 由于液体有重力，液体对容器底有压强
C. 由于液体受重力方向竖直向下，液体内部向上方没有压强
D. 由于液体有流动性，液体对容器侧壁有压强
2. 下列说法不正确的是（ ）
A.在液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等
B.液体深度越深， 压强越大
C.液体内部的压强的大小还跟液体的密度有关
D.液体越多，对底部的压强越大
3. 将一未装满水的试管由竖直变为倾斜后，水对试管底部的压强将 （ ）
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法判断
4. 著名的“木桶理论”：是指用木桶来装水，若制作木桶的木板参差不齐，那么它能盛下水的容量，不是由这个木桶中最长的木板来决定的，而是由最短的木板来决定，所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是（ ）
A.木桶的粗细
B.木桶的轻重
C.最短的一块木板
D.最长的一块木板
5. 2020年11月10日，“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录。在最深处海水对“奋斗者”的压强约为（ ）
A. 104Pa
B. 108Pa
C. 107Pa
D. 106Pa
参考答案1.C；2.D；3.B；4.C；5.B。
六、作业：P38.T4
课外作业P38.T1、T2、T3、T5 。
教学反思：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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