8.2 探究：液体压强与哪些因素有关（教学课件）-【上好课】八年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第八章  压强 第二节 探究液体压强 与哪些因素有关 八年级 全一册 义务教育物理课程标准实验教科书编写组  编著 上海科学技术出版社 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约160MB. 本ppt共有87张、3个视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频资源 ①演示实验—《探究液体内部的压强》 ②视频演示—《模拟帕斯卡破桶实验 》 ③课堂总结—《液体的压强》 致老师、同学 免责声明：ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 第二节 探究液体压强与哪些因素有关 导入新课 为什么站在齐胸深的水中时，你会感到呼吸有些困难？ 为什么潜水员在不同深度的水中作业时，需要穿抗压能力不同的潜水服? 为什么水坝要建造得上窄下宽 ? 本节我们学习与这些问题相关的内容。 第二节 探究液体压强与哪些因素有关 学习目标 第二节 探究液体压强与哪些因素有关 能完成“探究液体压强与哪些因素有关”的实验，能运用控制变量法设计实验，获取实验信息，推出结论，能完成含自己所做的实验设计的实验报告；能运用液体压强知识解释生产生活中的相关现象。 目录导航 液体的压强 探究液体压强与哪些因素有关 作业解析 课堂总结 提升训练 与液体压强相 关的应用实例 第二节 探究液体压强与哪些因素有关 液体的压强 一 6 一、液体的压强 ①实验一：如图所示，有一个两端开口的玻璃圆筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。橡皮膜向下凸出，表明受到了水一个向下的压强。 结论：水对容器的底部有向下的压强. 没有水时， 橡皮膜平坦 当倒入水时， 橡皮膜向下凸出 1. 现象探究 一、液体的压强 ②实验二：把橡皮膜扎在侧壁开口的玻璃管的一端，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。 橡皮膜向侧壁凸出，表明水对侧壁有向外的压强。 结论：水对容器侧壁有压强. 没有水时， 橡皮膜平坦 当倒入水时， 橡皮膜凸出. 一、液体的压强 ③实验三：如图所示，选取一柱状容器，在容器口插入胶管（或玻璃管），分别在容器的上表面、侧面和底部钻孔。先用胶带封住这些小孔，再将水沿管注入容器中，让水面高出容器口一段高度，同时扯下胶带，观察水喷射的情况。 水从底部流出，说明液体内部有向下的压强；水从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对侧面有压强；容器上表面有水向上喷出，说明水内部也有向上的压强。 结论：水内部也有向上的压强. 一、液体的压强 ④实验四： 如图所示，将底部和侧壁套有橡皮膜的空塑料瓶竖直压入水中，观察橡皮膜的变化情况。 实验中竖直向下按压瓶子时，底部和侧壁的橡皮膜向瓶内凹。 结论：水内部向各个方向都有压强. 一、液体的压强 （1）液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强； （2）液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。 2. 探究结论：液体内部向各个方向都有压强。 3. 液体产生压强的原因 实验：探究液体压强 与哪些因素有关 二 12 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 从前面实验可知，液体压强可能与液体深度有关。除此以外，是否还与液体的密度有关？你还能想出可能与哪些因素有关？ 下面进行实验探究。 【实验目的】 （1）探究液体压强与哪些因素有关。 （2）学习使用U形管压强计测量液体压强。 【实验器材】U形管压强计、盛水容器。 U形管压强计 1. 实验：探究液体压强与哪些因素有关 （1）作用：测量液体内部压强。 （2）构造：观察图可知，液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分组成。 探头 橡皮膜 塑料盒 U形管 橡皮管 探头：是一塑料盒，表面上扎有橡皮膜，其内部通过一橡皮管与U形玻璃管的一端相连. 介绍U形管压强计 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （3）原理 放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。 这运用了科学方法中的转换法。 橡皮膜 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （4）压强计的使用 ①检查是否漏气：实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。 ②检查液面是否相平：当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若不相平，应将橡皮管取下，重新安装。 ③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【实验设计】 （1）我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。 （2）探究液体压强与方向的关系 控制探头深度相同、液体密度相同，改变U形管压强计探头的方向。 （3）探究液体压强与深度的关系 控制探头方向相同、液体密度相同，増加深度。 （4）探究液体压强与液体密度的关系 控制探头深度和方向均相同，换用不同的液体。 【实验步骤】 操作1：保持压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。 实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 水 水 水 深度相同 橡皮膜的方向向上 橡皮膜的方向向前 橡皮膜的方向向下 Δh Δh Δh 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 操作2：保持探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 实验现象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3 Δh3 液体相同、探头在水中的方向相同 Δh2 Δh1 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 操作3：把压强计的探头分别放入水、硫酸铜溶液中，控制深度相同、探头所对某一方向相同，观察并记录U形管液面的高度差。 实验现象：U形管液面的高度差Δh水＜Δh硫酸铜 Δh硫酸铜 Δh水 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【分析论证】 （1）由操作1可得出： 在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等。 （2）由操作2可得出： 同种液体，液体内部的压强随深度的增加而增大。 （3）由操作3可得出： 液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时，密度越大，液体内部的压强越大。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【实验结论】 大量实验表明： 在相同液体内部，同一深度处各个方向的压强大小相等，深度越深，压强越大；在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【交流讨论】 （1）探究中用到的方法 ①转换法 通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。 ②控制变量法 探究液体内部的压强与方向的关系；探究液体内部压强与深度的关系；探究液体内部压强与液体密度的关系。 （2）压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （3）探究液体的压强与液体质量的关系 【演示实验】取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。 【实验现象】橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。 结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量无关，而与液体深度有关，深度越大，压强越大。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 视频讲解——《探究液体内部的压强》 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 2. 与液体压强有关的现象 ②水坝上窄下宽 ③“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062m ①输液时，要把药液提高一定高度 以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理. 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 ④潜水员在不同的深度使用不同的潜水服 液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服比浅海潜水要更耐压，更厚重些。 浅水游泳 可以裸体 下潜深度达几十米， 需要穿潜水服 恒压潜水服工作 深度可达660m 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【例题1】如图所示是用压强计“研究液体内部的压强”的实验装置。 （1）使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定高度差，如图甲，其调节的方法是____（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平； A．将右侧支管中高出的水倒出 B．取下软管重新安装 （2）比较图中的乙和丙图，可以得到：液体的压强与____________有关。比较图中_______两图，可以得液体的压强与液体密度有关。 B 液体的深度 丙、丁 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （1）进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故A不符合题意，B符合题意。故选B。 （2）比较图乙和图丙两图知，液体的密度相同，深度不同，U形管液面的高度差不同，压强不同，故可以得到：液体的压强与液体的深度有关。 要探究液体的压强与液体密度的关系，需要控制液体的深度相同，改变液体的密度，图丙、丁符合题意。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 h S h （1）研究方法——“理论推导法” 要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”S 。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。 计算这段液柱对“平面”产生的压强，就能得到液面下深度为h处的压强。 研究方法——“理论推导法”。是物理学中一种重要的研究方法. 3. 推导液体压强公式 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 这个液柱体的体积：V=Sh 这个液柱的质量： m=ρV=ρSh 这个液柱对平面的压力：F=G=mg=ρVg=ρgSh 平面S受到的压强： p=F/S = ρgSh/S=ρgh 因此，液面下深度为h处液体的压强为 S h 设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。 p=ρgh 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （2）进一步理解 p=ρgh ①公式中的物理量及其单位 ρ 表示液体的密度，单位为千克/米3（kg/m3） h 表示液体的深度 ，单位为米（m） g 为常数，大小为9.8N/kg p 表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa）。 公式中的物理量单位全部使用国际单位。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 ②深度h 指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为50cm，A点的深度为30cm。 20cm 50cm A A点的深度为_____cm 30 深度h A 深度h 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 ③影响液体压强大小的因素 根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 水平面上，有一暖壶和一大盆，都盛满水，哪个容器里水的重力大？哪个容器里的水产生的压强大？ 大盆里水的重力大；暖壶里的水产生的压强大。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 （3）帕斯卡破桶实验 帕斯卡在1648年，曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，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。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了，桶里的水从裂缝中流出来，你能解释这个现象吗？ 由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的深度，能对水桶产生很大的压强。这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。 “帕斯卡裂桶实验”说明：同种液体产生的压强取决于液体的深度，与液体的质量、重力等无关。 视频观赏——《模拟帕斯卡破桶实验》 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 【例题1】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1500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。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 因为是估算，海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg， 则7 km深处海水的压强为： p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7×103 m＝7×107 Pa 脚背的面积近似取 S= 10cm×13cm= 130cm2= 1.3×10-2m2 脚背受的压力F=ps=7×107 Pa×1.3×10-2m2=9.1×105 N 一个成年人的质量约为60 kg，所受重力 G=mg=60 kg×10 N/kg=600N 假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力 n= 9.1×105 N/600N =1500（个） 估算结果表明，在深7 km的海底，水对脚背的压力确实相当于1500个人的重力。 二、实验：探究液体压强与哪些因素有关 与液体压强相关的应用实例 三 39 三、与液体压强相关的应用实例 （1）连通器概念：上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 注意连通器的特征：底部互相连通；容器上端都开口；与形状无关。 1. 连通器 实验用连通器 自制连通器 U型管连通器 三、与液体压强相关的应用实例 （2）连通器的特点 ①实验探究 如图所示，将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起，管中注入适量的水，将其中一根玻璃管固定在铁架台上，手持另一根玻璃管，做成一个连通器，当在连通器中注入水后，就可以研究连通器的特点。 三、与液体压强相关的应用实例 在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高、降低或倾斜，待水面静止时观察两筒中水面高度。发现在连通器中加水，当水静止时，两筒中水面总是相平。 三、与液体压强相关的应用实例 ②连通器的特点 静止在连通器内的同种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。 由连通器特点可知，液面相平的条件： 连通器中只有一种液体；液体不流动。 三、与液体压强相关的应用实例 为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的？ ①研究方法：“理想模型”法。 设想在U形管连通器的底部有一“液片”AB，以该“液片”为研究对象。 该“液片”把液体分为左、右两部分，该液片要受到两边液体的压力。 A B （3）解释连通器特点 三、与液体压强相关的应用实例 F左 F右 液体静止，液片AB处于平衡状态 水平方向，液片 受力平衡 F左=F右 液片两侧压强 相等，即 p左=p右 得出h左=h右，液片 两侧液柱高度相等 h右 h左 ρgh左=ρgh右 ②连通器液面相平原理 两侧液 面相平 三、与液体压强相关的应用实例 2 . 连通器的应用 （1）茶壶 茶壶的结构是上端开口，下部连通，构成一个连通器，因此是利用连通器特点工作的。 根据同种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知，当壶内盛满水，从水面茶嘴位置就可以倒出来了。 三、与液体压强相关的应用实例 锅炉水位计也叫液位计（水位表），是用来观察液位高低的。锅炉的锅筒是一个大容器，水位计是一个小容器，两个容器构成一个连通器，当将两者连通后，水位必定在同一高度上，所以水位表上显示的水位高度是锅筒的实际水位。 （2）锅炉水位计 三、与液体压强相关的应用实例 U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下水管进入洗手间内，如图所示。 （3）洗手间下水管 三、与液体压强相关的应用实例 储水槽与饮水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，如图所示。 （4）乳牛自动喂水器 在牲畜饮水时，饮水槽里面的水位下降，储水槽里的浮球随之下降。通过杠杆使阀门向上升起，使水从水管中流出，补充进水槽中。 当水槽里水面升高时，浮球也随之升高，通过杠杆带动阀门下降，关闭阀门，使水停止流入水槽。 三、与液体压强相关的应用实例 水塔和自来水管道构成连通器，水塔中的水位比水龙头处高，打开水龙头时由于水位要保持相平，水便从水龙头处流出。 （5）水塔的供水系统 三、与液体压强相关的应用实例 3 . 船闸 想一想 三峡大坝横断江底，高185米，长2309.5米，是世界上最大的水力发电站，但也带来了航运方面的问题，那万吨巨轮是怎样翻过三峡大坝的呢？ 原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸，下面我们一起看看轮船是怎样“翻过”大坝的。 三、与液体压强相关的应用实例 （1）船闸的基本构造 上游 下游 闸室 下游闸门A 上游闸门B 上游阀门B 下游阀门A （2）船闸的工作过程 ①当轮船从下游驶向上游时，阀门A打开，闸室与下游构成一连通器，闸室里的水位下降，最后与下游水面相平。 此时闸门A打开，船只驶入闸室。 闸室 下游 上游 轮船驶入方向 下游 上游 三、与液体压强相关的应用实例 轮船驶入方向 上游闸门B 上游阀门B 下游闸门A 下游阀门A ②船只驶入闸室后，下游A阀门、A闸门关闭。上游阀门B打开，此时闸室与上游构成一连通器，闸室里水位升高，最后与上游水面相平。此时上游闸门B打开，轮船就可以直接驶向上游了。 三、与液体压强相关的应用实例 ③轮船由上游通过船闸驶往下游的情况请看视频。 动画演示——《船闸工作原理》 三、与液体压强相关的应用实例 　　三峡大坝的双线五级船闸，它全长6.4公里，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度，规模举世无双，是世界上最大的船闸。 五级船闸示意图 （3）三峡船闸 三、与液体压强相关的应用实例 【例题1】如图所示，U形管一侧盛有煤油，另一侧盛有水（ρ煤油<ρ水），阀门关闭时，液面相平，此时该装置_______（选填“是”或“不是”）连通器，当把阀门打开时，将会发现液体_________ （选填“向左流动”、“不流动”或“向右流动”）。 向右流动 阀门关闭时，虽然两边液面相平，但其底部不连通，所以此时该装置不是连通器。 当把阀门打开时，该装置构成连通器，在U形管中的水与煤油的深度相同时，由于水的密度大，所以水产生压强大于煤油产生的压强，部分水将经阀门流向右侧管内，直至两边的液体压强相等。 不是 三、与液体压强相关的应用实例 【例题2】三峡大坝是我国的宏伟工程。 （1）船闸是利用 ___________的原理工作的。如图1是轮船开往下游时进入闸室后，欲到下游时的示意图，下一步应先打开 ______，再打开 ______。（选填“阀门A”、“阀门B”、“闸门C”或“闸门D”） （2）如图2所示，大坝设计成了上窄下宽的形状，原因是 _____________。 连通器 阀门B 闸门D 液体压强随深度 的增加而增大 三、与液体压强相关的应用实例 （1）船闸底部连通，左右两侧上端开口，是利用连通器原理工作的。如图轮船从上游进入闸室后，欲去往下游时，应先打开阀门B，使闸室内的水通过阀门流出，让闸室与下游的水面保持相平，再打开闸门D，让轮船驶入下游河道。 （2）三峡大坝设计成上窄下宽的形状，原因是：液体压强随着深度的增加而增大，底部河坝受到的压强大，宽厚的河坝能够承受较大的压强。 三、与液体压强相关的应用实例 三、与液体压强相关的应用实例 （1）帕斯卡定律内容：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。 帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。 4. 帕斯卡定律（拓展） 液压机原理示意图 （2）液压机工作原理 液压机的工作原理如图所示，两个活塞与同一容器的液体相接触，施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞，大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。 三、与液体压强相关的应用实例 设小活塞的横截面积为S1，大活塞的横截面积为S2，当小活塞给液体施加向下的压力F1时，产生的压强 ，根据帕斯卡定律，液体会将该压强传递给大活塞，即在大活塞上产生大小与p1相等的压强p2，产生的压力为F2，则有 。所以有 ，也就是说，如果大活塞面积是小活塞面积的多少倍，那么液体作用于大活塞上的力将为小活塞对液体压力的多少倍。 可见，液压机的特点就是能够 将较小的力通过液体“放大”。 三、与液体压强相关的应用实例 （3）液压千斤顶原理 如图所示，人们通过机械给小活塞施加力，密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞，大活塞因此获得更大的力，再通过机械将物体（如小汽车）顶起。 液压千斤顶原理示意图 课堂总结 四 63 四、课堂总结（1） ①在相同液体内部，同一深度处各个方向的压强大小相等， 深度越深，压强越大； 在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大。 ②计算公式：p=ρgh h表示深度：液面到某点的竖直距离。 ③影响液体压强大小的因素： 只与液体密度和深度有关； 与液体的质量、体积、容器的底面积、形状均无关。 ①连通器：上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 ②连通器特点：静止在连通器内的同种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。 ③连通器应用：茶壶、锅炉水位计、船闸等。 ④帕斯卡定律：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。例如液压机就是能够将较小的力通过液体“放大”。 探究液体压强 与哪些因素有关 液体压强 的特点 液体压强 的应用 四、课堂总结（2） 作业解析 五 66 1． 请完成“探究液体压强与哪些因素有关”的实验报告，在报告中陈述你设计的步骤2、步骤3以及从不同步骤可得出的结论等。 五、作业解析 见本课件第17页⁓22页。 2. 从百米浅海到万米深海，中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。下面是不同潜水器对应的潜水深度：“蛟龙” 号7062m、“深海勇士”号4500m、“奋斗者”号10909m。请选出承受海水压强最大的潜水器并说明理由。 承受海水压强最大的潜水器是“奋斗者”。 由公式p=ρ海水gh可知，深度越深，压强越大，奋斗者号下潜到10909m深度最大，承受海水的压强最大。 五、作业解析 3. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中: （1）气密性良好的微小压强计______(选填“是”或“不是”)连通器； （2）图_____中探头上的橡皮膜受到的压强大，这是因为同种液体内部的压强随深度的增加而_______(选填“增大”或“减小”)； （3）图(c)中，A、B、C三点受到液体压强最大的是_____点。 五、作业解析 C 不是 乙 增大 （1）因微小压强计所上端并未开口，所以不属于连通器。 （2）根据液体压强的特点，同种液体深度越深压强越大可知，甲、乙两图中，乙图中探头受到的压强大。 （3）液体压强的大小与液体的密度及深度有关，当液体的密度越大，深度越深时，压强越大，所以A、B、C三个点中，C位置液体的密度大，深度深，所以C点的压强最大。 五、作业解析 4． 在装修房屋时，工人师傅用一根灌有水(水中无气泡)的透明软管作为辅助工具确定水平线，如图所示。为什么这样做能确定水平线? 五、作业解析 由于塑料软管中装有水，两管子两端开口，并且下端相连通，因此构成了连通器；根据连通器的原理，当连通器中的同种液体自由静止时，液面是相平的，因此是为了保证两点在同一水平高度。 5． 一种牲畜自动饮水机的结构示意图如图所示，请解释它的工作原理。 饮水槽和蓄水槽的底部相连通，所以是连通器，当饮水槽中的水位下降后，蓄水槽中的水就会流入饮水槽中，使蓄水槽中的水位下降，浮球也跟着下降，通过杠杆，带动阀门打开，水就进入到蓄水槽中，当蓄水槽中的水位上升，浮球跟着上升，当蓄水槽中的水位到达一定高度时，通过杠杆带动阀门关闭。 五、作业解析 6. 如图所示，将一把质量为0.5kg、底面积为40cm2的平底茶壶放在水平桌面上（茶壶壁厚度不计），壶嘴和壶身组成________。壶内装有0.6 kg的水，水面到壶底的距离为12cm，则水对壶底的压力是______N。（g取10N/kg） 五、作业解析 4.8 连通器 （1）茶壶的壶嘴和壶身上端开口，下部连通， 构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴 和壶身内的水面保持相平。 （2）水面到壶底12cm，根据p=ρ液gh可得，水对容器底部的压强为 又根据F=pS可得，水对壶底的压力为 五、作业解析 7．如图所示，一只盛有水的薄壁玻璃杯静止在水平桌面上。玻璃杯重1N，底面积为30cm2，杯内水重2N，水深6cm，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求: （1）玻璃杯对桌面的压强; （2）水对杯底的压力。 五、作业解析 （1）玻璃杯对水平桌面的压力为 F=G杯+G水=1N+2N=3N 则水杯对桌面的压强为 （2）水对杯底的压强为 p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa 水对杯底的压力为 F'=p'S=600Pa×30×10-4m2=1.8N 五、作业解析 提升训练 六 77 六、提升训练 1. 下列各图不属于连通器的是（　　） A．锅炉水位 B．U形“反水弯” C．拦河坝 D．三峡船闸 A．锅炉水位计是利用连通器的原理制成的，故A不符合题意； B．下水道U形反水弯是上端开口，下部连通，故是连通器原理，故B不符合题意； C．拦河坝做成上窄下宽是因为液体压强随深度的增加而增大，故C符合题意； D．船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，故D不符合题意。 C 故选C. 六、提升训练 2. 同种液体内部的压强随________的增加而增大。如图所示，容器中盛有水，则A处的深度是_____cm，B处水产生的压强是______Pa（g取10N/kg）。 液体压强与液体的密度和浸入液体的深度有关，同种液体内部，深度越深，压强越大. 由图知，A处的深度是0。B处的深度h=30cm-5cm=25cm=0.25m 则B处水产生的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa 深度 0 2500 六、提升训练 3. 为探究液体压强与哪些因素有关，取一个空的透明塑料瓶，在瓶口扎上橡皮膜，将塑料瓶浸在液体中，橡皮膜向瓶内凹进得越多，表明液体的压强越大。 （1）将塑料瓶竖直地浸入水中，第一次瓶口朝上（如图甲），第二次瓶口朝下（如图乙），两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多，则可得到的实验结论是：同种液体中，__________，液体的压强越大； 乙 深度越大 （2）若用体积相同的酒精（ρ酒精<ρ水）进行实验，如图丙所示，塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同，则图_____（选填“乙”或“丙”）中的橡皮膜凹进得更多。 （1）由甲、乙两图可知，虽然两次塑料瓶在水里的位置相同，但瓶口朝向不同，甲图中的瓶口所处的深度小于乙图中瓶口所处的深度，乙图中瓶口的橡皮膜凹进得更多。则可得到的实验结论是：同种液体中，深度越大，液体的压强越大。 （2）用体积相同的酒精放入相同的塑料瓶中，则两液体的液面处于同一水平高度。如图丙所示，塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同，塑料瓶的瓶口朝向也相同，即瓶口处橡皮膜在两种液体的同一深度，由液体压强与液体的密度和深度有关，当液体深度相同时，液体的密度越大，压强越大可知，橡皮膜在水中受到的压强大于在酒精中受到的压强，所以乙图中的橡皮膜凹进得更多。 六、提升训练 六、提升训练 4．2020年我国自主研制的“海斗一号”多次下潜至万米深海，完成了声学测线、布放标志、沉积物取样、高清摄像等一系列科考任务。（g=10N/kg，海水的密度近似取ρ海水＝1.0×103kg/m3） （1）“海斗一号”下潜至离海平面10000m深处观察摄像，观察窗面积近似取400cm2，请估算观察窗在该深度所受海水的压力； （2）“海斗一号”广泛使用了新材料， 新材料具有很多的优良性能，例如：抗腐 蚀性强。请你再举出一例在“海斗一号” 中新材料所具有的优良性能。 六、提升训练 （1）观察窗所受海水的压强为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa 观察窗所受海水的压力为 F=pS=1×108Pa×4×10-2m2＝4×106N （2）“海斗一号”多次下潜至万米深海，所以它的材料具有抗压能力强的特点。 六、提升训练 5. 如图，奶茶饮料（未装满）平放在水平桌面上，若将该饮料杯（梯形）倒置过来放在桌面上，则（ ） A．杯子对桌面的压力变大 B．杯子对桌面的压强增大 C．杯内饮料对杯子底的压强减小 D．杯内饮料对杯子底的压强增大 A．若将该饮料杯倒置过来放在桌面上，杯子对桌面的压力仍等于杯子的重力，大小不变，故A不符合题意； B．杯子对桌面的压力不变，桌面的受力面积变大，根据p=F/S可知，杯子对桌面的压强减小，故B不符合题意； CD．倒置后，杯子的底面积变大，杯内饮料的深度变小，根据p=ρgh可知，杯内饮料对杯子底的压强减小，故C符合题意，D不符合题意。 C 故选C. 六、提升训练 6. 小明探究“液体压强的特点”实验，进行了如图的操作： （1）实验前，应调整U型管压强计，使左右两边玻璃管中的液面_______；如果在使用压强计前，发现U型管中液面已经有高度差，应该通过______方法进行调节（请从下列选项中选择）。 A. 从U型管内向外倒出适量水 B. 拆除软管重新安装 C. 向U型管内加适量水 相平 B 六、提升训练 （2）甲、乙两图是探究液体压强与______ 的关系。 （3）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择图中________两图进行对比。 （4）在图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向___________的压强大小关系。 深度 丙、丁 各个方向 六、提升训练 （1）实验前，应使U形管两侧的压强相等，即两侧液面相平。若在使用压强计前发现U形管中有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的。故选B。 （2）比较甲、乙可知，液体的密度相同，金属盒浸没的深度不同，因此，探究的是液体压强与深度的关系。 （3）图丙与丁，同为盐水，深度相同，容器的形状不同，但U形管中液面的高度差相同，说明：液体压强与盛放液体的容器形状无关。 （4）图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于：向上、向下、向左、向右等方位，同为水，深度相同，只有金属盒的朝向不同，这是为了探究同一深度处，液体向各个方向的压强大小关系。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.20.100 Lavf59.27.100 $$