内容正文:
液体的压强
液体对侧壁有压强吗?
倒入水时,水从侧壁的小孔喷出。
液体对侧壁也有压强
实验2
研究液体内部的压强
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行管的两侧液面就会产生高度差。
探头
液体有向上的压强吗?
当橡皮膜朝下时,右边液面有高度差。
液体有向上的压强
从刚才的几个小实验中可以看出:液体内部向各个方向都有压强。
提出问题:影响液体内部压强的因素有哪些呢?
猜想与假设:
制定计划,设计实验:
进行实验,收集数据:
分析数据,总结结论:
方向?
深度?
密度?
二、实验探究:影响液体内部压强大小因素
用控制变量法、转换法
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。
结论一:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
探究一:与方向的关系?
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。
结论二:同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
h:研究点到自由液面的竖直距离。
探究二:与深度的关系?
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。
结论三:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
探究三:与液体密度的关系?
1.大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?
大坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,坝底受到水的压强大,下宽能耐压。
2.为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。
3.为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些?
液体压强随深度的增加而增大,故深海潜水服要比浅海潜水要更耐压,更厚重些。
h
如左图所示,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:
科学方法:模型法
三.液体压强公式的推导
p= F/S = ρShg/S=ρgh
F=G=mg=ρVg=ρShg
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
水柱对其底面的压强为
S
h——液体的深度 —— m(米)
1.液体压强公式: p =ρgh。
注意:
(1)液体的压强只跟液体的深度和密度有关,跟容器的形状和液体的质量、体积等因素无关。
P——液体的压强——Pa
——液体的密度——kg/m3
g——常数 N/kg
2.变形公式:
(2)深度的处理:深度是以自由液面为起点,
液体中某点到液面的竖直距离。
(3)使用时单位要统一
(4)只适用于液体产生的压强
例2.如图3所示,试管中装一些水,当试管倾斜时,水在试管底部产生的压强比竖直时将:
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法比较
h
h
H
P1 = ρgh
p2=ρgH
>
例:有人说,“设想你在7km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1000个人所受的重力!”海水的压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。
分析:因为是估算,海水的密度可以取
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=130cm2。
2、如图8所示,水平桌面上放置的容器内装有1.5kg的水,底面积为1.0×10-2m2,水深为20cm,容器自重1N,当它盛满水时求:
(1)水对器底的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强
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。
四、连通器
1.上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
实验3
2.连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器个部分中的液面总是相平的。
假设容器底部有一竖直膜片,分析下图中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
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过路涵洞
洗手盆水管
乳牛自动饮水器
22
船闸是利用连通器原理工作的
请在此片插入一个flash动画。
23
船闸
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