内容正文:
液体压强
第九章第二节
1
学习目标
1
认识液体压强与液体深度和密度的关系,能准确陈述液体压强的特点。
2
能用液体压强的特点来解释简单生产、生活中的问题。
3
掌握液体压强公式,并能进行简单计算。
4
掌握连通器的特点,并能举出常见连通器的实例。
2
思考
家里洗菜池中没有水时,要提起池底排水口的橡皮塞很容易;洗菜池装满水时,要提起橡皮塞就比较费力
水对橡皮塞有向下的压力,有压强
液体内部对侧面、上方有压强吗
3
思考
液体能从容器侧壁的孔喷出
液体对侧面有压强
水柱能向上喷出
液体内部向上有压强
液体压强产生的原因
1.液体由于受到重力作用,对支撑他的容器底部产生压强;
2.液体具有流动性,对阻碍他流动的容器侧壁产生压强;
3.液体由于流动而在液体内部相互挤压,因此液体内部向各个方向都产生压强。
4
压强计的构造:
U形玻璃管 橡皮管 金属盒
在未对金属盒的橡皮膜加压时,U形管两边液面相平;当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两边液面出现高度差,压强越大,高度差越大.
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实验探究
1、改变探头的方向
2、改变探头在水中的深度
3、换用不同的液体
在同 一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的压强随深度增加而增大。
不同液体的压强还跟密度有关,同一深度,液体密度大的,液体压强大。
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深度:液体里某点到最高液面的垂直距离.
0.3m
0.2m
B
A
0.8m
0.2m
D
A.B.C.D四个点的深度分别是多少?
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例题
容积相同的甲、乙两个圆柱形容器,都装满水,如图所示放置,则甲、乙两容器底部受到水的压力F1和F2,压强P1和P2的关系是( )
A. F1=F2,P1=P2 B. F1>F2,P1>P2
C. F1=F2,P1<P2 D. F1= F2,P1>P2
图2
D
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液体压强的大小
S平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
r
S
h
液体压强公式:
影响液体压强的因素:深度和液体密度
除此外,液体的形状、体积、重力等因素都不能影响液体的压强
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思考
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。
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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:
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
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容器形状 口大底小 柱形 口小底大
说明 三个容器底面积均为S,液体高度均为h,液体密度均为ρ
容器内液体的重力 G=mg=ρgV
液体对容器底的压强 F=ps=ρgSh
F与G的比较 Sh<V Sh=V Sh>V
F<G F=G F>G
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将盛有水的圆台形容器由A图倒置成B图的情形后,容器底部所受的压力、压强关系怎样?
B
A
FA<FB
PA>PB
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思考:日常生活常见水壶之间存在什么共同点
上端开口、下端连通的容器叫做连通器
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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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船闸是利用连通器原理工作的
例题
关于右图液体中a、b、c三点压强的说法正确的是( )
(盐水的密度为1.03×103千克/米3)
A.a点向下压强比向上压强大
B.a、b两点的压强相等
C.b点压强比c点压强小
D.b、c两点的压强相等
C
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例题
轮船舱底在水面下3.5m,舱底穿了一个面积为0.2m2的洞,要想堵住这个洞,需要对挡板施加多大的力?(取g=10N/kg)
p=ρ水gh
=1.0×103kg/m3 × 10N/kg × 3.5m
= 3.5 ×104Pa
F=ps= 3.5×104Pa× 0.2m2=7000N
需要对挡板施加7000n的力。
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(1)液体对容器底和容器侧壁都有压强;
(2)液体内部向各个方向都有