内容正文:
第2节 液体的压强
第九章 压强
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?
想一想
1.理解液体内部压强的特点,学会应用控制变量法解决问题。
2.会用p=ρgh进行简单的计算,知道公式是如何推导而来的。
3.知道连通器的原理以及特性。
4.能够判断什么是连通器,了解生活、生产中形形色色的连通器。
目标与任务
液体压强真的存在么?帕斯卡裂桶实验
帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。
原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度h是很大了,能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
思考
液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强。
液体压强的特点
一
侧面的薄膜为什么突出?
下面的薄膜突出说明什么?
液体受重力,对支撑它的容器底部有压强。
液体内部存在压强的原因
液体受到重力的作用,并且具有流动性,所以液体内向各个方向都有压强。
总结
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?液体对容器底和容器侧壁都有压强,它的大小与哪些因素有关呢?液体压强的特点又是怎样的呢?
思考
实验探究液体内部的压强的特点
橡皮管
金属盒
橡皮膜
U形管
如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,U形管的两侧液面就会产生高度差。
探头
实验器材:微小压强计
保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看液体内部同一深度各个方向压强的关系。
同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
a
水
b
水
换用不同液体,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。
深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
b
水
c
煤 油
分析实验数据得出结论:
液体内部存在压强。
在液体内部的同一深度处,向各个方向的压强都相等。
深度越深,压强越大。
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。
S平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为h处液体的压强为
ρ
S
h
液体压强的大小
二
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。
连通器
三
1.上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
假设容器底部有一竖直膜片,分析图中p1与p2的大小。
如果p1、p2大小不相等,会发生什么现象?
右侧液面下降,最后当液体静止时,两侧液面相平。
p2
p1
h2
h1
为什么连通器各部分中的液面总是相平的?
思考
3.连通器的应用
水位计
自来水供水系统
请在此片插入一个flash动画。
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船闸是利用连通器原理工作的
请在此片插入一个flash动画。
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液体的压强
液体压强的特点
液体朝各个方向都有压强
在同一深度,液体向各个方向的压强都相等
深度越深,压强越大
液体内部压强跟液体的密度有关
液体压强大小的计算公式
p=ρgh
总结与复习
连通器与液体压强的应用
定义
特点
茶壶、排水管的U形“反水弯”、锅炉水位计、船闸等。
连通器里装同种液体且不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
上端开口、下端连通的容器叫做连通器
应用
总结与复习
有人说,“设想你在7 km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。
则7 km深处海水的压强为:
因为是估算,海水密度取 ,g取
10 N/kg,脚背的面积近似取
解:
学以致用 1
如下图,竖直放置的一容器,甲、乙端封闭,丙端开口向上,容器中注入水后如图。水中在同一水平线上的a、b、c三点的压强分别为pa、pb、pc,那么这三个压强的大小关系是_______.
相等
学以致用 2
如图,一个重4 N,底面积为20 cm2的薄壁玻璃杯放在水平桌面上,将重5 N的水倒入杯中,水面到杯底的距离为10 cm,若g=10 N/kg,则( )
A.水对杯底的压强为2 500 Pa
B.水对杯底的压力为2 N
C.盛有水的