内容正文:
第九章 压强
二、液体的压强
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名称:恒压潜水服
发明者:哈德休特潜水设备国际公司
工作深度:约合660 m
价格:270万美元
为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?
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一、液体压强的特点
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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
微小压强计
实验探究:液体内部的压强
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观察与实验
探究液体压强与哪些因素有关
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。
实验步骤一:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
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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。
实验步骤二: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。
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在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小相等;液体内部的压强随深度的增加而增大。
实验结论
对微小压强计来说,探头上的橡皮膜的凹凸情况反映了液体压强的大小。据此,我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中,来定量研究液体压强的大小。
二、液体压强的大小
实验步骤:
在玻璃管中注入水,观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时,观察玻璃管内水的高度,你会发现什么?
实验探究:液体内部的压强有多大
设水的密度是ρ,玻璃管的内截面积是S,橡皮膜没有凹凸时,杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力F水柱平衡
pS=F水柱
S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
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例题 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。
因为是估算,海水密度取 ,g取
10 N/kg,脚背的面积近似取
则7 km深处海水的压强为:
解:
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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
利用公式 计算的时候,密度单位必须用kg/m3,深度的单位要用m。
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不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们谁说的对呢?
讨论交流:谁受的压强大
想想议议
工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?
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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。
想想议议
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带鱼生活在深海中。为什么我们在鱼市上看不到活带鱼?
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1.压强计是研究_____的仪器。当把压强计的金属盒放入液体内部的某一深度时,观察到的现象是U形管两边液面__________ ,这个现象说明_________________。
课堂练习
2.甲、乙两个容器中盛有质量相同的同种液体, 则 容器底部受到液体的压强大。
压强
产生高度差
液体内部有压强
甲
甲
乙
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3.三个底面积相同的形状不同的容器装有等高的同种液体。哪个容器底受到的压强大。
4.(1)一个装满水的烧杯,放入一木块,烧杯底受到的压强有何变化?
(2)一个未装满水的烧杯,放入一物体水未溢出,烧杯底受到的压强有何变化?
S
S
S
h
甲
乙
丙
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课堂小结
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第九章 压强
三、连通器
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课堂引入
三峡大坝横断江底,高185m,长2309.5m,激流飞瀑从100多米高处落下,甚微壮观。巨大的落差使大坝成为世界上最大的水力发电站,但也带来了航运方面的问题……
小孔,使壶体与外界相通
壶嘴
在茶壶盖上有一个小孔使壶体与外界相通,这样壶体和壶嘴底部连通,上部开口,具有这样结构的容器叫做连通器。
一、连通器
连通器中的液体有什么特点?
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1.unknown
2.unknown
实验探究:连通器中的液体有什么特点
实验表明
连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面向平。
思考:为什么连通器各容器中的液面总是相平的呢?
5.unknown
=
ρgh左S=ρgh右S
h左=h右
F左
F右
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6.unknown
连通器的应用
1、茶壶与壶嘴组成连通器
2、锅炉与外面的水位计组成连通器
3、水塔与自来水管