资源简介

(共43张PPT)
8.2 研究液体的压强
第八章 神奇的压强
知识点
液体的压强
知1－讲
1
1. 帕斯卡裂桶实验
1648 年，法国物理学家帕斯卡做了一个令人惊奇的实验。如图1 所示，他在一个装满水的密闭木桶上插入一根细长的管子，然后从楼上阳台向管子里灌水。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了。由此可知，液体能对外产生压强。
知1－讲
2. 液体对外的压强
图示 结论
液体受重力，对支撑它的容器底部有压强。
液体由于具有流动性，因而对容器的侧壁有压强。
知1－讲
思想方法
转换法显示液体压强
实验中将看不见的压强转换为橡皮膜的形变，橡皮膜的形变程度反映了压强的大小，形变方向反映了压强的方向。
知1－练
例 1
在学习压强概念后，晓红知道了固体由于受到重力的作用会对支撑面产生压强，由此提出问题：液体也受重力的作用，它所产生压强的特点与固体相同吗？如图2 所示，晓红分别将质量相等的水和冰块放入两个相同的塑料袋中，
知1－练
观察到水和冰块对塑料袋的作用现象不同，她认为产生原因是液体具有______；实验中利用对塑料袋的作用现象认识压强作用，用到了 ______法。
流动性
转换
知1－练
解题秘方：利用转换法认识液体压强，其实也是力能改变
物体形状的另一佐证。
解析：由于液体具有流动性，因而它对阻碍它流动的容器壁有压强。实验中利用对塑料袋的作用现象认识压强作用，用到了转换法。
知1－练
1. 实验是学习物理知识的基本方法之一，在实验时， 还要用到有关科学方法。如图所示的两幅实验情景图，图甲是利用细管内液柱的______变化来观
察瓶子的微小形变，图乙是显示液体
对______压强的实验； 两实验均说明
力能改变物体的______ 。
高度
容器底
形状
知2－讲
知识点
液体内部压强的特点
2
1. 实验目的 探究液体压强的大小与哪些因素有关。
2. 设计实验 利用如图3 所示的压强计比较同种液体内部不同深度处的压强，以及比较不同液体内部相同深度处的压强，进而分析实验数据得出结论。
将橡皮膜所受压强的大小转换为U形管两侧液面高度差的大小，利用的是转换法。
知2－讲
3. 进行实验
(1)将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处，改变探头的方向，发现压强计两侧液面高度差不变。
(2)将压强计的探头放在同种液体内部，不断增加探头的深度，发现压强计两侧液面高度差变大。
(3)将压强计的探头放在不同液体内部同一深度处，发现在密度大的液体中，压强计两侧液面高度差大。
研究液体压强与方向的关系。
研究液体压强与深度的关系。
研究液体压强与液体密度的关系。
知2－讲
4. 得出结论 (1)液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等。(2)同种液体内部，深度越大，压强越大。(3)不同的液体内部，深度一定，液体密度越大，压强越大。
知2－讲
释疑解难
如图4所示压强计，当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U 形管两侧的液面出现高度差；橡皮膜受到的压强越大，液面的高度差也越大。
知2－练
[学科思维科学探究中考·衡阳]在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D 三个粗细相同)，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，如图5 所示，向A、B、C 瓶中装入水，
D 瓶中装
入盐水。
例 2
知2－练
解题秘方：本实验中转换法和控制变量法均有应用，注意区分。将不可见的液体压强转换为可见的橡皮膜鼓起程度，叫转换法；在利用控制变量法探究液体压强影响因素时，注意控制不变的量和改变的量，以及各自的因果关系。
知2－练
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小，此研究方法是_________(填“控制变量法”或“转换法”)。
解析：通过橡皮膜鼓起的程度反映液体压强的大小，利用的方法是转换法。
转换法
知2－练
(2)根据A、B 两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量______(填“有关”或“无关”)。
解析：通过比较A、B 可见，A 瓶子中水的质量一定大于B 瓶子中水的质量，但二者橡皮膜鼓起的程度相同，说明液体的压强与质量无关。
无关
知2－练
(3)根据B、C 两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的______有关。
解析：根据瓶子装的液体种类相同，瓶内液体的深度越深，橡皮膜鼓起的程度越大，说明液体的压强与深度有关。
深度
知2－练
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系，要比较______两瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论：液体压强与液体的密度有关。
解析：探究液体的压强与液体的密度是否有关，利用控制变量法，控制装的液体深度相同，液体种类不同，故比较C、D 两瓶子。
C、D
知2－练
(5)实验后，该同学自制如图E 装置继续探究，已知隔板在容器的中央，他向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器______(填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液
体，当加到一定深度时，橡皮膜恢复原
状，如图F 所示，则此液体密度______
(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
侧壁
小于
知2－练
解析：由图E可知，向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器的侧壁有压强；如图F 所示，水对橡皮膜有向右的压强，液体对橡皮膜有向左的压强，橡皮膜不发生凸起，说明两侧压强相等，即ρ 水gh 水=ρ 液gh 液，因h 液＞ h 水，所以ρ 液＜ ρ 水。
知2－练
2. [中考·南充] 小明采用如图所示的装置，进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验：
知2－练
(1)实验前，小明用手指轻压金属盒橡皮膜， 观察U 形管中两液面是否出现高度差，若两液面_____(填“有”或“没有”)高度差， 则说明U 形管压强计存在漏气问题。
(2)实验中，小明通过观察____________________来比较液体内部压强的大小，这里应用的科学方法是______。
(3)比较______两图，可以研究液体压强与液体深度的关系。
没有
U形管内液面的高度差
转换法
乙、丙
知3－讲
知识点
怎样计算液体内部压强
3
1. 液体压强的公式推导：设想在一玻璃容器内的水中有一深为h，截面为S的水柱，试计算这段水柱产生的压强，即为水深为h处的压强。
知3－讲
推导：液柱的体积为V=Sh，液体的密度为ρ ，
液柱的质量为m=ρV=ρSh，
液柱所受的重力为G=mg=ρShg，
液柱对其底面的压力为F=G=ρShg，
液柱对其底面的压强为p = = =ρgh。
知3－讲
2. 液体压强的公式 p= ρgh。ρ：液体的密度。g=9.8 N/kg，粗略计算时g 取10 N/kg。h：深度，指从自由液面到液体内部某一位置的竖直距离。
例如：图7 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。
注意：使用时单位要统一。
知3－讲
3. 理解：液体的压强与液体的深度和液体的密度有关，跟液体质量和体积等其他因素无关。
知3－讲
知识对比
公式p=是压强的定义式，适用于一切压强的计算。
公式p=ρgh可用于计算静止液体产生的压强及密度均匀的气体产生的压强，还可以用来计算质地均匀的柱状物体对水平面的压强。
知3－练
例 3
有人说，“设想你在7 km 深的‘奋斗者’号潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力的大小相当于1 500 个人所受的重力！”海水压力真有这么大吗？请通过估算加以说明(脚背面积近似取128 cm2，海水密度取1×103 kg/m3，人的质量近似取60 kg，g 取10 N/kg)
知3－练
解题秘方：利用液体压强的特点和p=ρgh 及p=进行计算。
知3－练
解：脚背面积S=128 cm2=1.28×10-2 m2 ，7 km 深处海水的压强p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×7×103 m=7×107 Pa，脚背受到的压力 F=pS=7×107Pa×1.28×10-2 m2≈9×105 N。人的质量约为60 kg，所受的重力G=mg=60 kg×10N/kg=6×102 N，假设脚背所受压力的大小相当于n 个人所受的重力，则n= =1500(个)，结果表明，在深7 km 的海底，海水对脚背的压力确实相当于1500 个人所受的重力。
知3－练
3. 如图所示，一重为2 N 的薄壁容器中装有质量为600 g 的水，容器的底面积为40 cm2(ρ水=1.0×103 kg/m3，g 取10 N/kg)，求：
知3－练
(1)水对容器底部的压力。
解：水对容器底部的压强p1＝ρ水gh＝
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－2 m＝1 000 Pa，
水对容器底部的压力F1＝p1S＝1 000 Pa×40×10－4 m2＝
4 N。
知3－练
(2)容器对桌面的压力。
解：水的重力G水＝m水g＝600×10－3 kg×10 N/kg＝6 N，
容器对桌面的压力F2＝G容器＋G水＝2 N＋6 N＝8 N。
知4－讲
知识点
连通器
4
1. 连通器：上端开口、底部互相连通的容器，如图8所示。
知4－讲
2. 连通器的特点：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总是相平的。
知4－讲
如图9所示，液体静止——液片AB处于静止状态——液片两侧所受压力相等——液片两侧所受压强相同——两管液面高度相等——两管液面相平。
F左=F右，
p左=p右，
ρ液gh左=ρ液gh右，
h左=h右。
知4－讲
3. 连通器的应用
锅炉水位计、洒水壶、乳牛自动喂水器和船闸都是利用连通器工作的。(图10)
知4－讲
思想方法
理想模型法
在推导连通器两边液面为什么相平时，在容器底部连通的部分假设有一个液体构成的薄片，它的厚度为0，称为液片AB，由它静止时受力平衡可以推导两边液面高度相同。液片AB即为理想化的模型。
知4－讲
温馨提示
压强计不是连通器，若压强计的橡皮膜漏气，压强计的两管就构成了连通器。
知4－练
[中考·黄石]如图11 所示的容器静止放在水平桌面上，
4 支管中液面相平，下列说法正确的是( )
A.b 点处向上的压强小于向下的压强
B.c 管液柱最长，c 点处压强最大
C.d 管液体体积最大，d 点处压强最大
D.4 支管中液体的密度相同
例 4
知4－练
解题秘方：连通器中盛有同种液体，液体静止时，液面相平。
解析：根据液体压强特点，液体内部同一处朝各个方向的压强都相等，故b 点处液体向上的压强等于向下的压强，
故A 错误；根据连通器的特点及液体压强公式可得，各管底部受到的压强相等，故B、C 错误；由题意可知，4 支管中的液面相平，所以容器中液体密度相同，故D 正确。
答案：D
知4－练
4. [中考·牡丹江] 如图所示，排水管的U 形“反水弯”是一个______。使用后，“反水弯”处会存有一定量的水，两侧水面是______的，可以有效地阻挡排水管中异味进入室内。
连通器
相平
液体的压强
液体的压强
特点
计算公式：p=ρgh
应用：连通器
重力
流动性
产生
原因

展开更多......

收起↑