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(共30张PPT)
第2节 液体的压强
1.通过探究液体压强与哪些因素有关，了解液体压强与深度和液体密度的关系，并能熟练应用液体压强公式进行简单计算。能解释与液体压强相关的现象，了解连通器的特点，并能列举常见连通器的实例。
2.通过演绎推理得出液体压强的公式，能用理论解释连通器中液面高度相同的原因，培养逻辑思维和问题解决能力。
3.在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，正确使用控制变量的方法和转换法设计实验、收集证据，并对实验过程中的问题进行评估和反思，最终得出科学结论，培养科学探究能力。
4.通过了解三峡船闸的工作过程以及我国深海探测的科学技术成就，增强民族自豪感和社会责任感，激发对科学的热爱，树立科技强国的远大理想，增强实现中华民族伟大复兴的使命担当。
教学目标
把装在塑料盒中的长方形方形冰块放在电冰箱内部的托板上，冰块的四个侧面不会挤压塑料盒，只是对塑料盒的底部有向下的压力。
问题
冰块熔化成水后，体积变小。如果塑料盒底部有小孔，那么，会有水从底部流出；如果塑料盒水面以下的侧壁有小孔，那么，会有水从侧壁流出。
这说明液体压强具有跟固体压强不同的特点。
你知道液体压强有哪些特点吗
液体压强的特点
如右图所示，液体能从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对侧壁有压强;
喷泉中的水柱能向上喷出，说明液体内部向上也有压强。
由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强。
液体内部压强的大小有什么特点呢
由下图的实验可以看到，随着液体的喷出，容器中液面的高度逐渐下降，从容器侧壁孔中喷出的液体射得越来越近。
由此我们可以想到，液体压强的大小可能与 有关;
深度
同样的两个容器，分别装满水和酒精，水比酒精重，所以水比酒精对容器底部的压强更大。
由此我们可以，想到液体压强的大小可能与 有关。
液体的密度
水
酒精
右图是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强，放在液体里的橡皮膜就会发生形变，U形管左右两侧的液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。
下面我们通过实验研究液体的压强与哪些因素有关。
橡皮膜
实验——探究液体压强与哪些因素有关
实验思路
改变探头的深度，就能探究液体压强与深度的关系；
可以用液体压强计（又叫微小压强计）探究液体的压强。
改变探头的方向，就能探究液体内部各个方向的压强;
把探头放在其他液体中，就能探究液体压强与液体密度的关系。
丙
1.把探头放进盛水的容器中，看看水内部是否存在压强。
实验过程
保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看看同一深度各个方向的压强是否相等(右图)。
未放水中
放水中后
2.增大探头在水中的深度，看看水内部的压强与深度有什么关系。
丙
3.换用密度不同的液体(如酒精、盐水等)，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。
酒精
水
盐水
实验结论
密度越大，压强 。
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
深度越大，压强 ;
越大
液体内部压强的大小还与液体的 有关，
密度
在深度相同时，液体的
越大
设液柱的高度为h、平面的面积为S，则这个平面上方的液柱对平
面的压力
液体压强的大小
下面我们来研究容器中液体内部的压强与液体的深度、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”。
这个平面上方的液体组成了一个竖直液柱，该液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。
因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh
F=G
=mg
=ρV g
=ρShg
平面受到的压强
=ρhg
人们在水中活动要承受一定的压强。背着气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留;
若在较深的海水中工作，潜水员就要穿抗压潜水服了，这是由于海水的压强随着深度的增加而增大，人体此时已无法承受海水的压强。
方法点拨
我们通过液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，再根据压强的定义，推导出了液体压强的公式。这里从一般性的结论推出个别性的结论，这是一种演绎推理的方法。
2023年我国的“奋斗者”号全海深载人潜水器四次下潜深度超过万米，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。
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，以抵抗巨大的水压。潜艇就是一种潜水器，它的下潜深度是一个非常重要的指标。1988年，我国第一代核潜艇在总设计师黄旭华的指挥下，下潜到300m深。
=6x102N
例题
有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一脚伸到外面的海水里，海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力!海水的压力果真有这么大吗 请通过估算加以说明。
解：
因为是估算，海水的密度可以取ρ=1x 103kg/m3,g取10 N/kg。
脚背宽度取8~10cm，脚背长度取12~15cm，则脚背面积为
96~150cm2,近似取S=120 cm2=1.2x102 m2。
万米深处海水的压强
p=ρgh
=1x 103kg/m3x10 N/kg x104 m
=108Pa
脚背所受的压力
F=pS
=108Pax1.2x102 m2
=1.2x106N
一个成年人的质量约为60kg，所受的重力
G=mg
=60kg x10N/kg
估算结果表明，在万米深的海底，海水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力。
假设脚背所受的压力相当于n个成年人所受的重力，则
n=
=2000
利用公式p=ρgh计算的时候,密度ρ的单位要用kg/m3，深度h的单位要用m，计算出的压强p的单位才是Pa。
温馨提示
连通器
上端开口、下端连通的容器叫作连通器，如右图所示。
如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
这是为什么呢？
设液体密度为ρ、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h1和h2，则
如右图所示，想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们把它作为研究对象。
F1
F2
液片两侧受到的压力分别是F1和F2，液片静止时，由二力平衡可知F1=F2。
ρgh1S=ρgh2S,由此可得 。
这表明当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是 的。
h1=h
相同
下面几个图是生活中常见的连通器，它们各有什么功能 想一想，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的
想想议议
茶壶
下水道的存水弯
过路涵洞
乳牛自动供水器
壶嘴与壶身构成连通器
下水道左右竖管通过水平管构成连通器
左右水沟通过路面下水平管构成连通器
供水槽与饮水槽通过底部水平管构成连通器
水位计外管与锅炉炉身通过水平管构成连通器
我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最大可达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:下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米 上游的船只驶往下游，又怎样让船只徐徐降落一百多米 解决这类问题的途径是修建船闸(图9.2-8)。
科学世界
三峡船闸-世界上最大的人造连通器
三峡船闸
船闸由闸室和上游闸门、下游闸门以及上游阀门、下游阀门组成。
左面四幅图描述了一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
船闸工作原理动态图
三峡船闸的主体结构段全长1621m，是世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过5个闸室使船体逐次降低(或升高)。每个闸室水位变化超过20m，因而三峡船闸的闸门非常高大。三峡船闸的首级人字闸门每扇门高近40m，宽近20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。倘若水压在闸门上，即使有10万人每人都用1000N的力来顶着门，也抵挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大。为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，不愧是“天下第一门”。
1.一个空的药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸没在水中，一次瓶口朝上，另一次瓶口朝下，这两次药瓶在水里的位置相同(图9.2-10)。为什么每次橡皮膜都向内凹 哪一次凹进得更多 为什么
练习与应用
液体内部各个方向都有压强。第一次橡皮膜受到水向下的压强，第二次橡皮膜受到水向上的压强，所以每次橡皮膜都向内凹。
液体密度一定时，液体压强随深度增加而增大，因此第二次凹进得更多。
(1)在容器的左右两部分分别装入不同深度的水。
2.如右图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部用薄橡皮膜一个圆孔，橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否与深度、液体密度有关”的实验。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强与深度有关，应该怎样实验 说出实验步骤和会看到的现象。
(2)若要检验“在深度相同时液体压强与液体密度有关，应该怎样实验 说出实验步骤和会看到的现象。
会看到橡皮膜凹向深度小的一侧。
(2)在容器的左右两部分分别装入相同深度的不同液体。
会看到橡皮膜凹向密度小的一侧。
水
酒精
3.工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状 三峡水电站的水库大坝高185m，当水库水深为175m时，坝底受到的水的压强是多少 g取10N/kg。
液体密度一定时，液体内部压强随深度的增加而增大。随着水深度的增加，拦河坝受到水的压强增大，根据F=pS，在越深的位置，大坝相同面积上受到水的压力越大，在越浅的位置，大坝相同面积上受到水的压力越小。因此在越深的地方，大坝修建得越宽(厚)，在越浅的地方，可以修建得相对窄(薄)一些。拦河坝设计成下宽上窄的形状，既可以增加大坝的抗压能力，又可以节省建筑材料。
p=ρgh
坝底受到水的压强
坝底受到水的压强
= 1.0 x 103 kg/m3x 10 N/kg x175 m
=1.75x 106Pa。
4.右图中的两个容器盛有同种相同质量的液体，哪个容器底受到的压强大
根据p=ρgh，由于两个容器中所盛的液体密度相同，右边容器中液体的深度大，所以右边容器底受到的压强大。
5.某卫生间的地漏结构的剖面图如图9.2-13所示，请你分析地漏存水杯是如何防止异味的。
这种地漏的结构是将一个“扣碗”倒扣在存水杯上，将存水杯分成内圈、外圈两部分，它们构成连通器。
使用时，地面上的水可以从“扣碗”上面的小孔进入到存水杯。当存水杯中的水满后，内圈、外圈两部分水面相平，再从小孔进来的水就会从下水管流出，而下水管中的异味则不能通过地漏进入室内，从而达到密封的效果。
6.要在墙上挂一个大画框，怎样保证下边框水平 某同学用水和一根透明塑料管就解决了这个问题。请你说说应该怎样操作。
利用连通器的特点，在透明塑料管内装适量水。
先将塑料管左端的水面对准画框下边框的左端，
再移动塑料管右端到画框右端，
然后调整画框，使画框下边框的右端对准塑料管右端的水面，
此时画框下边框就是水平的。
下课
Thanks!
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