内容正文:
第九章 压强
液体的压强
第2节
第一课
第1课时
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。
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观察与思考
容器为什么会爆开呢?
是谁给它的压强呢?
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一、液体压强的特点
实验:给管内加入液体,底面的薄膜会有什么现象?
1.液体压强产生的原因
橡皮膜会向下鼓起,液体
对容器底部有压强。
原因:液体受重力
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实验:给管内加入液体,侧面的薄膜会有什么现象?
橡皮膜会向外鼓起,液体
对容器侧壁有压强。
原因:液体具有流动性
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思考:液体内部哪些方向会有压强呢?
液体受到重力,并且具有流动性,液体内部之间会相互挤压,因此液体内向各个方向都有压强。
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往气球里面加水,气球会往各个方向变大。
2.研究液体内部的压强
猜想:
液体内部压强的大小与什么因素有关呢?
提出问题:
猜想1:液体内部压强的大小可能与_____________ 有关。
猜想2:液体内部压强的大小可能与________________有关。
深度
液体密度
因为液体内部压强的大小可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用:
控制变量法
……
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回顾刚才实验,不同深度的孔中,喷出的水的距离不一样,可能与深度有关。在海里游泳和在游泳池里面游泳会感觉不一样,可能与液体的密度有关……
原理:液体内部存在压强,放在液体里的薄膜会变形,U形管的两侧液面就会产生高度差。
微小压强计(液体压强测量仪器)
橡皮管
橡皮膜
U形管
探头
微小压强计在使用前,要检查装置的气密性。
方法:按压橡皮膜3~5s,看U型管内液面的高度差是否稳定。
转换法
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进行实验:
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。
实验1
改变探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
实验2
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。
实验3
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实验次数 液体种类 深度 探头方向 高度差
1
2
3
实验记录:
思考:液体内部压强的大小与深度,方向,液体密度各有什么关系?
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实验结论:
1.同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
2.同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
3.深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
你现在知道帕斯卡实验中木桶裂开的原因了吗?
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装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描绘正确的是( )
B
C
D
A
B
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如图所示,容器中间的隔板将容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,若在容器的左侧装酒精,在容器的右侧装有等高度的水,则橡皮膜( )
A.向右侧凸起 B.向左侧凸起
C.保持相平,没有凸起 D.无法判断
B
橡皮膜
隔板
酒精
水
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二、液体压强的大小
S
ρ
h
S 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:
p= =ρgh
F
S
因此,液面下深度为h 处液体的压强为
p=ρgh
1.液体压强的计算公式
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2.计算公式的理解
p=ρgh
密度(kg/m3)
重力常数(9.8N/kg)
深度(m)
压强(Pa)
使用时单位要统一!
深度:液体内部某一位置到上面自由液面的竖直距离。
O
O
O
h
h
h
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20
6
3
15
3
求出下列各点的深度
A
B
C
D
E
F
G
A:0m
B:2m
C:11m
D:5m
E:17m
F:17m
G:11m
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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ρ=1×103kg/m3 ,g 取10 N/kg,脚背的面积近似取S=130cm2=1.3×10-2m2。
解:
p=ρgh=1×103kg/m3 ×10 N/kg×7×103m
=7×107Pa
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脚背受的压力
一个成年人的质量约为60 kg,所受重力
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力
F=pS=7×107Pa×1.3×10-2m2=9.1×105N
G=mg=60kg×10N/kg=6×102N
n= ≈1500
9.1×105N
6×102N
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如图所示,容器内装有水,A点深度为 cm,A点受到