第二节 液体压强（教学课件）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

第七章 压强 第2节 液体压强 八年级下册鲁科版五四学制2024 （本课件包含PPT35张；图片：25张，动图视频5个；教学视频：6个） 教学 目标 新课 导入 课堂 小结 1.液体压强的特点 课堂 练习 2.液体压强的大小 目录 理解液体压强特点，知道液体压强的大小。 能对探究问题的解决有一定猜想，能将结论与猜想对比，有反思与评估的意识。 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。 关注液体压强知识在我们身边的应用，能运用液体压强知识解释生产生活中的相关现象。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 新课导入 看一看 想一想 1648 年，帕斯卡做了一个实验：在一个装满水的密闭的木桶上，插入一根细长的管子，然后从楼房的阳台上向管子里灌水。结果，只用了几杯水，就把桶撑破了，这就是历史上著名的帕斯卡裂桶实验。 几杯水的重力并不大，为什么能把木桶撑破呢？ 新课导入 看一看 想一想 潜水员下潜时为什么要穿戴厚厚的潜水服？拦河大坝为什么修的上窄下宽？带鱼这些深海鱼为什么捕捞上来就会直接死掉？ 本节课我们一起来探究这个问题。 新课学习 1.液体压强的产生： （1）液体压强产生原因： 固体受到重力作用，对支撑它的物体有压强。 同固体一样， 液体也受到重力作用，对支撑它的物体——容器底也有压强。 请思考：液体内部只有向下的压强吗？ 有没有对侧面的压强甚至向上的压强呢？ 一 液体压强的特点 新课学习 1.液体压强的产生： （2）液体对容器侧部、底部、内部各个方向都有压强： ①做一做：如图，用相同的橡皮膜把玻璃桶侧面的三个孔封住，往桶中加水，使水面高过最上面的孔，观察三张橡皮膜加水前后的变化，你能得出什么结论？如果把橡皮膜取掉，又会有什么现象？ 一 液体压强的特点 新课学习 1.液体压强的产生： （2）液体对容器侧部、底部、内部各个方向都有压强： ①做一做：把下端蒙有橡皮膜的空玻璃管插入水中，橡皮膜的形状有什么变化？ ②分析论证： 液体受重力且具有流动性，所以液体内向各个方向都有压强。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： 液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？液体压强的特点又是怎样的呢？ （1）提出问题：液体压强与哪些因素有关？ （2）猜想与假设： 液体压强可能与液体深度有关？ 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？ 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （3）实验器材：U形管压强计、盛水容器、水、酒精、盐水等。 ●加油站：U形管压强计 液体压强的大小可以用压强计来测量。 压强计的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。用手指轻按压强计探头上的 橡皮膜，橡皮膜变形，U 形管两侧的液面会产生高度差，液面高度差的大小反 映了橡皮膜所受压强的大小。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （4）设计实验：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。 （5）实验步骤： A.探究金属盒放置的方向不同对压强的影响： 将检查过气密性的U形管压强计的金属盒放入水中一定深度，仅改变金属盒的方向，观察U形管两管液面高度差的变化。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （5）实验步骤： B.探究水的深度不同对压强的影响： 控制探头在同种液体中的方向不变，改变探头在液体中的深度，观察U形管两侧的液面高度差。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （5）实验步骤： C.探究液体密度不同对压强的影响： 控制探头在液体中的深度和方向不变，改变液体密度，观察U形管两侧的液面高度差。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （6）实验结论： 液体内部向各个方向都有压强，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；深度越大，压强越大；液体内部压强的大小还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 也就是，影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。 一 液体压强的特点 新课学习 2.探究液体压强与哪些因素有关： （7）解释交流： 实验前，如果发现压强计 U 形管两侧液面不相平，能直接进行实验吗？应该怎样操作？ 解释：不能。 检查气密性：用手按压探头上的橡皮膜，若液柱高度差变化小，则说明气密性差。则应拆除软管重新安装。 一 液体压强的特点 新课学习 1.液体压强的计算公式：p=ρgh 其中，密度 ρ 的单位为kg/m3，深度h的单位为m， 压强 p 的单位为Pa。 液体内部某一深度压强有多大？ 由前面的实验可知，在同一深度，液体向各个方向的压强都相等，我们只要计算出某一深度液体竖直向下的压强，也就同时知道了液体在这一深度向各个方向上的压强了。 二 液体压强的大小 新课学习 2.液体压强公式的推导： 盛有液体的容器，设想液体中有一高度为h、横截 面积为S的液柱，其上表面与液面相平。计算这段液柱 产生的压强，就能得到深度为h处的液体压强。 液体的密度为ρ，液柱的质量m = Vρ， 液柱的体积V = Sh。 那么，液柱对其底面的压力 F = mg = Vρg = Shρg 二 液体压强的大小 新课学习 2.液体压强公式的推导： 盛液柱对其底面的压强 由公式可知，只要知道液体的密度、液体的深度，便可算 出某深度处液体的压强。 注意：h指从液面往下测量到某点的竖直距离。 二 液体压强的大小 Shρg S p = F S = = ρgh 新课学习 3.液体压强的计算： 二 液体压强的大小 新课学习 4.液体压强大小的比较： 二 液体压强的大小 新课学习 5.液体压强大小的比较： 二 液体压强的大小 新课学习 5.液体压强大小的比较： 二 液体压强的大小 新课学习 6.液体压强大小的应用：“奋斗者”号载人潜水器 2020年6月19日，中国万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。2020年10月27日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。 现在你能解释课前的问题了吗？潜水员下潜时为 什么要穿戴厚厚的潜水服？拦河大坝为什么修的上窄 下宽？深海鱼为什么捕捞上来就会直接死掉？ 二 液体压强的大小 新课学习 拓展性实验：利用压强传感器探究液体内部压强的特点 1.实验器材： 液体内部压强实验器、计算机、大烧杯、刻度尺、水、盐水、酒精等。 二 液体压强的大小 新课学习 拓展性实验：利用压强传感器探究液体内部压强的特点 2.实验方法： （1）按图组装器材。（2）将液体内部压强实验器的刻度尺在水中沿竖直方向缓慢向下移动，每移动固定的深度，记录一组数据，连续记录多组数据。（3）点击“绘图”按钮，可绘制“p-h”图像。（4）通过旋转控制器的旋钮，探究液体内部压强与方向的关系。（5）换用密度不同的液体，探究液体内部压强与液体密度的关系。 二 液体压强的大小 新课学习 物理名人：帕斯卡 帕斯卡（B. Pascal，1623—1662）是法国 数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活 动，尤其在对大气压强研究方面取得了成就，还发 明了注射器、水压机等。 帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处，而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位。 二 液体压强的大小 液体压强的特点 ①定义：液体对容器底和容器侧壁都有压强，对浸在它里面的物体也有压强。 ②液体压强产生原因：体受重力且具有流动性。 ③液体压强的测量：U形管压强计。 ④在相同液体同一深度处各个方向的压强大小相等； ⑤同一液体深度越深，压强越大； ⑥在同一深度处，液体的密度越大，压强越大。 ①液体压强公式：p = ρgh ②液体压强公式的推导：理想模型法。 ③利用压强传感器探究液体内部压强的特点。 液体压强 液体压强的大小 课堂小结 课堂练习 【例题1】如图所示，装有水的塑料袋底部发生了形变，这是因为水受到 力的作用，从而对塑料袋底部产生压强；若用手挤压袋子的侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有 性，所以对塑料袋侧壁也产生了压强：在水中不同位置的Ａ、Ｂ两点，受到水的压强较大的是点 处。 【解析】[1]将在塑料袋里的水，因为受到重力的作用，从而对支撑自己的塑料袋产生压力与压强。 [2]由于水具有流动性，在外力的作用下容易改变形状；同时还能对各个方向产生压力与压强。 [3]在密度相同时，液体产生的压强与深度成正比，因为A点的深度大，故A点水的压强大。 课堂练习 【例题2】如图是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验场景，从图中的现象可得初步结论是： ；为了探究液体内部压强与所处液体深度的关系，应控制 不变，改变 ，并观察U形管两边管中液面 的变化，来判断液体内部压强的变化情况。 【解析】[1]图为“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验场景，由实验可知，液体的深度保持不变，改变了金属盒的方向，是为了探究在同一深度，液体向各个方向的压强的关系，各图中U形管两侧液体高度差相同，说明液体压强相同，故可得初步结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等。 [2][3]液体内部压强与液体深度以及液体的密度有关，由控制变量法可知，在探究液体压强与所处深度的关系时，应控制液体的密度相同，改变液体的深度。 [4]实验采用了转换法，通过观察U形管两边管中液面高度差来反映液体内部压强的变化情况，U形管两边管中液面高度差越大，说明液体压强越大。。 课堂练习 【例题3】如图所示，甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上，容器内装有深度相同、密度不同的A、B液体，两液体对容器底部的压力相同。则两液体密度ρA ρB，两容器对桌面的压力F甲 F乙。（均选填“>”、“=”或“<”）。 【解析[1]由题意可知，甲、乙两个容器内液体对容器底部的压力相同，即FA=FB，由图可知，SA<SB，根据压强公式可知，两液体对容器底部的压强pA>pB。由题意可知，甲、乙两个容器内装有深度相同的A、B液体，即h相同，又因为p=ρgh，pA>pB，所以，两液体密度ρA>ρB。 [2]甲容器上粗下细，A液体有一部分压在容器的侧壁上，则GA>FA，乙容器下粗上细，则GB<FB，而FA=FB，所以，GA>GB，甲、乙两个圆台形容器相同，则重力相同，甲、乙两容器放在水平桌面上，对水平桌面的压力等于容器和容器内液体的重力之和，所以，两容器对桌面的压力F甲>F乙。 课堂练习 【例题4】关于液体内部的压强，下列说法中错误的是（   ） A．在同一深度，液体密度越大，液体内部压强越大 B．在同一深度，液体向下的压强大于向上的压强 C．在同种液体内部，深度越深，液体内部压强越大 D．在同种液体内部，深度相同处液体向各个方向压强相等。 【解析】A．由公式p=pgh得，在同一深度，液体密度越大，液体内部压强越大，故A正确，不符合题意； BD．液体压强只与液体的密度、深度有关，与液体方向无关。在同种液体内部，深度相同处液体向各个方向压强相等，故B错误，符合题意，故D正确，不符合题意； C．由公式p=pgh得，在同种液体内部，深度越深，液体内部压强越大，故C正确，不符合题意。 故选B。 课堂练习 【例题5】如图所示，两只完全相同的试管中装有同种液体，已知两试管中液面相平，则试管底受到的液体压强与的关系是A（　　）B。 A．大于 B．等于 C．小于 D．条件不足，无法判断图。 【解析】两只完全相同的试管中装有同种液体，则液体的密度相同，由图可知，液体的深度相同，由可知，试管底受到的液体压强与的关系是相等。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 课堂练习 【例题6】如图所示是小辉探究液体压强与哪些因素有关的实验装置，请根据图示回答下列问题： (1)压强计在使用前，需要观察U形管两边液面是否相平，还要检查装置的气密性，小辉发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，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)压强计上的U形管 （选填“属于”或“不属于”） 连通器，通过 显示液体内部压强； (3)通过比较图乙和图丙，可以得，液体的压强与 有关； (4)比较 两图，可以得液体的压强与液体密度有关； (5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差，则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。 课堂练习 【例题6】如图所示是小辉探究液体压强与哪些因素有关的实验装置，请根据图示回答下列问题： 【解析】（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，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）[1][2]压强计上的U形管一端封闭，所以不是连通器；根据转换法，通过U形管两端液面高度差显示液体内部压强大小。 （3）比较乙图、丙图，在相同液体中的不同深度处，U形管两侧的液面高度差不相等，液体的压强不同，丙图中的深度更深，U形管两侧的液面高度差更大，说明液体的压强更大。故可以得到：在不同深度，液体内部压强与液体的深度有关，液体深度越深，压强越大。 （4）比较丙丁两图，在不同密度的液体的相同深度处，U形管两侧的液面高度差不相等，液体的压强不同，故可以得到：液体的压强与液体密度有关。 （5）图丁中U形管左右两侧水面的高度差，则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 ENDING! 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