内容正文:
第二节 科学探究:
液体的压强
思考:
放在水平面上的固体,由于受到重力作用,对支承它的物体表面有压强。液体也受到重力作用,液体没有固定的形状,能流动,盛在容器内对容器底部、侧壁和内部有没有压强?如果有压强,会有哪些特点呢?
现象表明:
因为液体受到重力作用,所以,液体对容器底有压强.且压强随深度的增加而增大。
现象表明:
因为液体具有流动性,对容器壁有压力的作用,所以液体对容器壁有压强.且压强随深度的增加而增大。
思考:液体对容器壁有压强吗?
因为液体受到重力作用和液体具有流动性,所以,液体对容器底有压强.液体对容器壁也有压强.且压强随深度的增加而增大。
一.科学探究:液体的压强
由于液体受到重力作用和液体具有流动性液体内部也有压强。
认识研究液体压强的仪器
——U形管压强计
压强计
压强计的原理:当探头上的橡皮膜受到压强时,U形管两边液面出现高度差,两边高度差表示出压强的大小,压强越大,液面高度差越大
观察U形管液面的变化
现象: U形管液面出现高度差
结论:液体内部有压强
实验论证
实验:液体的压强与那些因素有关
1、研究液体压强的实验器材:
U形管压强计,大烧杯,水,盐水、容器
同种液体的压强随深度的增加而增大。
液体的压强与深度的关系
液体内部向各个方向都有压强;
同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的压强与方向的关系
同一深度,密度大的液体产生的压强大。
液体的压强与液体密度的关系
(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压强,在同
一深度,液体向各个方向的压强相等。
(3)液体的压强随深度增加而增大。
(4)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。
2、液体压强的规律:
例题:已知甲乙两个煤油柱,甲底面积为9cm2,高为20cm;乙底面积为1cm2,高为20cm,计算两煤油柱对底面产生的压力和压强。
甲
乙
解:P甲=1600Pa P乙1600Pa
F甲=0.16N F乙=1.44N
答:(略).
如何计算液体内部的压强?
思路:
设想在液面下有一深度为h、截面积为s的液柱。计算这段液柱产生的压强,就能得到液体内部深度为h处的压强公式。
h
h
s
s
这段液柱在底面s产生的压强为:
p=
F
s
=
G
s
=
mg
s
ρvg
=
s
=
ρshg
s
整理得:p=ρgh
结论:静止液体内部压强的公式是p=ρgh
分
析
与
论
证
液体内部压强公式:
说明:
1)液体内部的压强只和液体的深度和液体的密度有关.而跟液体的重力、质量、体积、容器形状等无关。
2)P 表示液体的压强, 单位:Pa;
ρ液表示液体的密度,单位:kg/m3
h 表示液体的深度, 单位:m
g=10N/Kg。
公式 p=ρgh 中的h是指液体某处到液体的自由面的竖直深度
注意:与高度的区别
深度
高度
液体的深度:该点到自由液面的竖直距离。单位:m
答案:液体压强只跟深度和液体密度有关,跟液体的多少没有关系,虽然只是几杯水,但细管中的水深度大,所以产生的压强也很大,导致木桶被胀破
有什么共同特征
它们有一个共同特点:上端开口,
底部连通.
定义:上端开口、下部相连通的容器叫连通器。
连通器里的同一种液
体不流动时,各容器中
的液面高度总是相同的
连通器内液面相平的条件:
证明:
液体静止,设想U形管下部正中
有一小液片AB,且F左=F右,又因
为S左=S右,由P=F/S可知p左=p右,
即ρgh左=ρgh右,所以h左=h右,
左右两管中的液面相平。
同种液体,液体静止,各部分直接与大气接触
p左
p右
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第二级
第三级
第四级
第五级
连通器的应用
茶壶
锅炉水位计
过路涵洞
喷泉
下水管道
连通器的应用----船闸
三、液体压强的传递
1、帕斯卡原理:加在密闭液体上的压强,
能够大小不变地被液体向各个方向传递。
2、帕斯卡原理是许多液压系统和液压机
的工作基础。
因为压强不变
p1=p2又因为
p1=F1/S1,p2=F2/S2,
所以F1/S1=F2/S2
因为S1<S2,
所以F1<F2。
例、如图,活塞B能举起多重的物体?
已知:SA=0.01m2 SB=0.2m2 FA=10N
求:G=?
解:在活塞A上产生的压强
PA=FA/SA=10N/0.01m2=1000Pa
根据帕斯卡原理:pA=pB=1000Pa
由p=F/S,得F=pS
在活塞B上产生的压力:FB=pB·SB=1000Pa×0.2m2=200N
举起重物重力G=FB=200N
答:活塞B能