9.2 液体的压强 课件2023－2024学年 初中物理教科版八年级下册

第2节 液体的压强 第九章 压强 引入新课 从古至今，人类一直想探索深海的奥秘。2020年 11 月 10 日，中国万米载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底，下潜深度达 10909 m。它的载人舱由我国自主研发的高强度钛合金材料加工而成。为什么潜水器要有这种特制的“铠甲”呢？ 学习目标 1.理解液体内部压强的特点。 2.知道液体压强的影响因素。 3.知道液体压强的公式，并会用液体压强公式p=ρgh进行简单的计算。 实验一：向两端开口，底部扎有橡皮膜的玻璃管内灌水,观察橡皮膜的形变情况。 现象表明： 液体对容器底有压强。 因为液体受到重力作用。 向外鼓 为什么？ 玻璃管 橡皮膜 水 自主探究 液体压强的特点 一 实验二：取一个侧面开口的玻璃管，向玻璃管中灌水后，观察橡皮膜的形变情况。 现象表明： 液体对容器侧壁有压强。 为什么？ 因为液体具有流动性。 橡皮膜向外鼓 小 结 液体受到重力的作用，并且具有流动性，所以液体内向各个方向都有压强。 潜水器受到的压强是由液体的重力产生的，水的重力向下，所以潜水器只受到水向下的压强。 潜水器潜得越深，它上面的水越多，可能液体压强越大。 ...... 压强计的构造 橡皮管 金属盒 橡皮膜 U形管 实验探究 液体内部的压强 压强计的工作原理: 当金属盒受压强的作用时，U形管左右两侧液面产生高度差。 金属盒受到的压强越大,U形管中液面的高度差也越大。 检查是否漏气 演示 1. 液体内部同一深度朝各个方向的压强是否相等？ 现象： 在同一深度，压强计U形管的高度差相同。 结论： 在同一液体中，同一深度朝各个方向的压强相等。 2. 增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强和深度的关系？ 现象： 在不同深度，压强计U形管的高度差不同。 结论： 在同一液体中，深度越大，液体压强越大。 3. 看看在深度相同的水和盐水中时，液体内部的压强是否相等？ 现象： 在不同液体中，压强计U形管高度差不同。 结论： 在同一深度，密度越大，液体压强越大。 （1）液体内部向_________都有压强； （2）同种液体在同一深度的各处，各方向的压强大小_______； （3）液体深度增加，压强_______； （4）液体的压强还与液体的密度有关，在同一深度，液体密度越大，液体的压强_______ 。 相等 变大 总结： 越大 各个方向 实验突破 研究液体内部的压强 1. 实验前要检查装置的气密性(用手轻压金属盒上的橡 皮膜，观察U形管中的液柱是否变化，若液柱始终相平，则装置①________) 2. U形管中液面的调平(拆开橡皮管，重新安装) 3. 实验探究方法(转换法、控制变量法) 4. 影响液体内部压强的因素[液体内部压强与液体的密度和深度②________，与容器的形状③________(均选填“有关”或“无关”)] 漏气 有关 无关 5. 转换法的应用(用U形管中两液柱的高度差来体现压强的大小) 6. 控制变量法的应用 a．探究液体内部压强与方向的关系[控制金属盒在④________(选填“同种”或“不同种”)液体的⑤________，改变⑥____________，观察U形管液面的高度差] b．探究液体内部压强与深度的关系[控制金属在⑦______液体，⑧____________不变，改变⑨______，观察U形管液面的高度差] 同种 同一深度 金属盒方向 同种 金属盒方向 深度 c．探究液体压强与液体密度之间的关系[控制金属盒在相同深度，⑩______________不变，改变⑪________，观察U形管液面的高度差] 7. 根据探究内容选取装置和实验操作 8. 液体压强的计算 9. 实验方案设计评析 实验结论：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等．深度越深，压强越大．液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大． 金属盒方向 液体种类 液体压强的大小 二 实验探究 液体内部的压强有多大 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。 给膜施加一个向下的力，使膜恢复水平，由二力平衡条件可知，施加的力与液体对膜向上的压力大小相等。只要测出施加的力就知道了向上压力的大小。 可以在管内加水来施加这个力，这样通过计算水所受的重力就能知道施加了多大的力。 也可以在管内加沙子来施加这个力…… 这样计算压力很巧妙，物理学中有许多量是通过这种间接测量得到的 ! 如图所示，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？ 设水的密度是ρ，玻璃管的内截面积是S ，橡皮膜距水面的深度是h。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 而 F水柱 = 。 由此可知，在深度为h处水产生的压强 p== 。 G=ρVg=ρShg ρShg S =ρgh p=ρgh ρ= h= gh p ρg p 液体压强与液体密度、深度有关，与液体横截面积无关。 液体压强公式的理解和应用 注意：如何理解深度 p=ρgh 中的 h 是指液体的深度， 即所求液体压强液面到自由液面的竖直距离。 h 从自由液面自上而下到此位置 例题：如图所示，容器内装有h=20cm高的水， h1=12cm，求: (1) 容器底部受到的压强? (2) A点的压强?(g=10N/kg) 解：由题意可知，容器底的深度为h=20cm=0.2m A点的深度为hA=h-h1=20cm-12cm=8cm=0.08m p底=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784Pa 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。 海洋是个极具开发潜力的资源宝库，不仅可以提供人类所需的食物，海洋底部还蕴藏着丰富的矿藏、石油、天然气等资源。 要研究海洋，开发利用海洋，就需要潜到海洋的深处。深潜的最大困难是海水的巨大压强，屏住呼吸的潜水者能在浅海中采集海参、珍珠贝，背着氧气瓶的潜水员能在较深的海中观察鱼类的生活，要想在更深的海水中工作，就要穿潜水服，以防胸腔被海水压坏。为了下潜到更深的海底考察，科学家们还制造了各种耐压的深潜设备。 我国是世界上少数几个掌握大深度载人深潜技术的国家之一。2011 年 7 月，我国研制的“蛟龙号”载人潜水器下潜至 5188 m 的深度，开展了海底地形地貌测量和取样作业。请到图书馆或互联网上查一查，有哪些潜水的工具？不同的潜水工具能下潜的最大深度有多深？ 考察海洋 物理在线 1. 如图所示，一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，哪一次橡皮膜向瓶内凹陷得更多( ) A.第一次 B.第二次 C.两次凹陷得一样 D.橡皮膜不会向瓶内凹陷 B 当堂检测 2. 如图所示，容器中装了一些水，A、B、C三点的压强关系为（ ） A. B. C. D. B 3. 小明用如图甲所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。 (1)在图乙中，将橡皮膜先后放在a、b位置处可知，同种液体______越大， 压强越大，支持该结论的实验现象是： ___________________ _______ ____。 (2)为了探究密度对液体内部压强的影响，还需将橡皮膜放在图丙中的_________(选填“c”或“d”)位置处。 深度 橡皮膜所处深度越深，U形管两侧液面高度差越大 c $$