资源简介

第2节　液体的压强
知识与技能：
1．了解液体内部存在压强，以及液体内部的压强方向。
2．了解液体压强大小跟什么因素有关。
3．认识液体压强的实际应用——连通器，了解生活和生产中形形色色的连通器。
过程与方法：
1．通过探究，了解液体压强大小跟什么因素有关；知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。
2．能利用液体的压强特点来解释简单现象。
情感、态度与价值观：
1．通过大量的生活感知和生活经验来激发学生的学习兴趣和求知欲望；通过实验探究来培养学生严谨的学习态度和掌握科学的探究方法。
2．密切联系实际，提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
重点：利用实验定性探究液体内部压强与密度、深度的关系。
难点：液体压强的计算式的推导。
第1课时　液体压强的特点及大小
多媒体课件，上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管，一端开口、一端封闭、侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管，塑料瓶，液体压强计，水，大烧杯，盐水。
一、情景导入
多媒体播放视频：奋斗者号万米级海试。(视频详见教学课件)
同学们观看完视频后，试想一下，“奋斗者”号能够在深海中航行，为此，它的外壳要用厚钢板制造，要求很坚固，制作潜水器有这么困难吗？为什么要这样做？这就涉及今天我们要学的一个新的知识——液体压强。
哪些同学有过游泳的经历呢？同学们积极发言，都说游到深处感觉胸口更闷。再用课件展示浅海潜水服、深海潜水服，并提问：为什么深海潜水服要比浅海潜水服更厚重些？要揭开这层神秘的面纱，今天我们就来学习液体的压强。
　　
二、合作探究
　感受液体压强的存在
多媒体展示帕斯卡实验，感受液体压强的存在。(视频详见教学课件)
(1)如图甲所示，将水倒入上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管。观察橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？说明了什么？
　　　
(2)如图乙所示，将水倒入一端开口、一端封闭，侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管。观察橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？说明了什么？
(3)
丙
如图丙所示，在塑料瓶同一侧壁不同高度处打孔，然后往里面装水，可观察到什么现象？该实验现象说明了什么？
同学们仔细观察实验现象，并交流讨论上述问题。
(1)液体内部不仅有向下的压强，还有向侧面的压强。
(2)液体内部的压强与深度有关。
　 探究液体内部压强的影响因素
既然液体内部存在压强，那么液体内部压强的大小跟哪些因素有关呢？
实验准备：如图所示为液体压强计，它主要由探头(扎有橡皮膜)和U形管组成。用手轻压压强计探头上的橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差h，且h越大说明橡皮膜受到的压强越大。高度差h的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。
　　
实验器材：液体压强计、水、大烧杯、盐水。
实验步骤及现象：①如图甲所示，保持探头放在水中的深度不变，改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差相同。
②如图乙所示，控制液体的密度相同，改变探头在液体中的深度，U形管两侧液面的高度差不同，且深度越大，液面的高度差越大。
③如图丙所示，控制探头在液体中的深度相同，改变液体的密度。U形管两侧液面的高度差不同，且探头在盐水中时高度差比探头在水中时要大。
方法总结：以上分析问题的方法是改变某一个因素，控制其他因素不变来判断这个因素对液体内部压强大小的影响，这种方法称为控制变量法。
(1)液体内向各个方向都有压强，在液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等。
(2)同种液体(密度相同)，深度越深，液体的压强越大。
(3)液体内部压强的大小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。
　液体压强的大小
通过学习我们知道液体的压强与方向无关，而与深度、液体密度有关，到底有什么数量关系呢？如何知道液体某一位置的压强大小呢？
同学们交流讨论上述问题，教师引导：既然同一液体的同一深度处，各个方向的压强都相等，那么只需要算出某一位置液体竖直向下的压强就可以了。
如图所示，盛有水的容器中，设想水中有一高为h，横截面积为S的水柱。计算这段水柱对底面产生的压强，就能得到水中深度为h处的压强。
分析：水柱的体积为V＝Sh，水的密度为ρ，水柱的质量为m＝ρV，水柱对底面的压力为F＝G＝mg＝ρVg＝ρShg，水柱对其底面的压强为p＝＝＝ρgh。
深度为h处的液体压强的公式为p＝ρgh，p——液体的压强——Pa，ρ——液体的密度——kg/m3，h——液体的深度——m。
第2节　液体的压强
第1课时　液体压强的特点及大小
充分了解学生的学习情况，从学生的兴趣和已有的知识水平出发，设计合理的教学环节，突出重点，突破难点，突出因材施教，加强自身素质的提高。如让学生自己设计探究液体压强特点的实验，教师适当的引导，学生以小组为单位进行实验探究，分析、讨论得出结论，然后进行交流。在推导液体压强的计算公式的过程中，为了降低难度，教师以提纲的形式引导学生分析、推导，这样既使学生熟悉了前后知识的联系，又加深了对新知识的理解。
第2课时　液体压强的计算　连通器
一、情景导入
液体压强的知识在自然界和生活中有大量的应用。为什么茶壶的盖子要留一个小孔？三峡大坝上、下游水位差最高可达113 m，下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？今天我们就来学习相关知识。
二、合作探究
　液体压强的计算
(1)由公式p＝ρgh可知：液体压强的大小只与密度和深度有关，而与受力面积无关。
(2)p＝ρgh适用于求液体的压强和均匀柱体对水平面的压强。h是指液体某处到液体自由面的深度。
(3)液体对容器底部的压力不一定等于液体本身的重力，在容器底面积和液体深度一定时，压力大小与容器的形状有关。
【例】如图所示是A端开口、B端封闭的L形容器，内盛有水，已知B端顶面面积为100 cm2，它离容器底6 cm，A端液面离容器底26 cm。问：(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)B端顶面受到水的压强是多少？
(2)B端顶面受到水的压力是多少？
分析：本题是液体压强的计算问题，解答本题的关键是知道深度是指从液体的自由液面到被测处的垂直距离，B端顶面受到水的压强是B处离液面的这段水柱产生的压强；压强乘以面积就是容器所受的压力，据此试着解答。
解：(1)B端顶面所处的深度：h＝26 cm－6 cm＝20 cm＝0.2 m，B端顶面受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝2×103 Pa；
(2)由p＝得，B端顶面受到水的压力：F＝pS＝2×103 Pa×0.01 m2＝20 N。
　连通器
多媒体展示图片，观察它们有什么共同特点？
　　　　　　
这种上端开口、下端连通的容器叫做连通器。连通器里装的相同的液体时，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。
(1)首先讲述船闸就是一个巨大的连通器，根据连通器的特点，船只要在修筑了大坝的江河中航行，必须依靠船闸。
(2)我国三峡工程中的船闸：三峡大坝的双线五级船闸。三峡大坝双线五级船闸全长6.4 km，船闸上下落差达113 m，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度，规模举世无双，是世界上最大的船闸。三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近40 m，宽近20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。
(3)多媒体展示船闸的工作原理。(视频详见教学课件)
第2节　液体的压强
第2课时　液体压强的计算　连通器
本课属于液体压强知识的应用，对于连通器，要多举些例子进行说明，特别是日常生活中常见的，如茶壶、卫生间的地漏等。不宜作过高要求，只要常识性了解就行了。
根据大纲要求制订出本课教学目的，通过本节课的学习，学生要能灵活运用液体压强公式p＝ρgh进行相关计算。连通器中只能控制在一种液体不流动的条件下，而不能引入两种或两种以上的液体。对于为什么连通器内装入一种液体不流动时液面总保持相平的理论推导，只作一般讲解，不宜作为本课重点，只要求学有余力的学生课后去做，不能要求全体学生都去推导证明。

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