内容正文:
null把一端有橡皮膜的玻璃管伸入水中,因为水的压强而使橡皮膜向上凸起。现在我们就通过实验来定量研究这个压强的大小。向玻璃管中缓慢注入红色的水,我们看到橡皮膜上的弧形黑线正在逐渐伸直。黑线与绷直的橡皮筋完全重合,停止加水。同时我们还能够看到玻璃管内红色水的液面与烧杯中水的液面是平齐的。把橡皮膜作为受力对象,它的下表面受到水向上的压力,GPS上表面受到玻璃管中红色水柱向下的压力,我们把这个力叫做F水柱。现在这两个力刚好是一对平衡力,这样我们就得到了PS等于F水柱,而F水柱等于SH柔G联立起来就得到了计算深度为H处液体的压强公式。
第9章 压强
八年级物理教科版·下册
2 液体的压强
授课人:XXXX
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知识回顾:
1.不论是固体、液体还是气体,不管是重力作用还是其他力的作用,或是发生碰撞,只要有相互挤压,就会有压力和压强。
容器中的水受重力作用,会相互挤压,对容器也产生挤压。所以,不仅水的内部存在压强,对容器壁和容器底也有压强。
知识讲解
一、液体压强的特点
1.微小压强计的结构和工作原理
如右图所示为一个微小压强计。
在U形玻璃管内盛了有颜色的水,玻璃管一端封闭,另一端用橡皮管连接一个开有小孔的金属盒,金属盒上蒙有一层橡皮膜。未对橡皮膜加压时,U形管两侧的水面在同一高度上。
用力压橡皮膜时,跟盒相连的一侧管中气体压强变大,水面就下降,另一侧水面上升。加在橡皮膜上的压强越大,U形管两侧水面的高度差就越大。
知识讲解
2.实验探究 液体内部的压强
①把探头放进盛水的容器中,看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
②增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系。
③换用酒精,看看在深度相同时,液体内部的压强是否与密度有关。
(1)猜想与假设:液体内部的压强与哪些因素有关?
橡皮膜的朝向
液体的深度
液体的密度
(2)实验过程:
知识讲解
实验录像
知识讲解
①在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小_______;
②同种液体内部的压强随深度的增加而___________;
③在液体的深度相等时,液体的密度越大,液体所产生的压强__________。
(3)实验结论:
相等
增大
越大
强化训练
(武汉中考)某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度________。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究__________________________________。
相同
液体内部压强与液体深度的关系
强化训练
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是________。
A.酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
B.植物油(ρ植物油=0.9×103 kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
C
知识讲解
二、液体压强的大小
1.如何定量测量液体内部压强的大小
知识讲解
2.实验探究 液体内部的压强有多大
知识讲解
设想在一玻璃容器内的水中有一深为h,截面为S 的水柱,
计算出这段水柱产生的压强,即为水深为h处的压强。
水柱的体积为V =Sh
水的密度为ρ
3.液体压强计算公式的理论推导
(1)p =ρgh是液体压强的计算公式,只适用于液体压强的计算;其中:h表示深度,是指从自由液面到液体内部某一位置的竖直距离。
是压强的定义式,适用于气、液、固体压强的计算。
(2)利用公式进行计算时,一定要注意单位的统一,且要注意各物理量的“同一性”,要做到“一一对应”,同一符号表示不同的值时,要用脚标加以区别。
(3)由液体压强的计算公式p =ρgh可知:液体的压强只与液体的密度以及液体的深度有关,与容器的形状、液体质量的大小没有直接的关系。
知识讲解
注意
知识讲解
4.讨论交流 谁受的压强大
不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们谁说的对呢?
知识讲解
例题 一个底面积为10cm2的圆柱形玻璃杯内装有12cm深的水,求水对杯底的压强和压力。(g=10 N/kg)
解:水对杯底的压强为:
答:水的杯底的压强为1.2×103Pa,水对杯底的压力为1.2N。
水对杯底的压力为:
由压强的定义式 可得:
强化训练
如图所示,容器装有水,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa>pb>pc
B.pa<pb<pc
C.pa=pb=pc
D.pa>pb=pc
C
知识讲解
三、连通器
1.定义:
上端开口,下端连通的容器。
2.连通器原理:
若连通器内装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
知识讲解
证明:
A
B
3.连通器的应用
茶炉和外面的水位计组
成连通器
水壶的壶嘴与壶身组成连通器
排水管的U形“反水弯”是一个连通器
知识讲解
如图的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管稍向右倾斜,稳定后A管中的水面将( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管中的水面相平
D.以上三种情况均有可能
C
强化训练
知识总结
液体的压强
1.液体压强的特点
2.液体压强的计算公式
3.液体压强计算公式的应用
课堂练习
1.如图所示,在瓶的a、b两处各扎一个小孔,并将孔封住。在瓶中注满水, 打开a、b两孔后观察到图示的情况,这说明:水对容器的________有压强;液体压强随_______的增加而增大。
侧壁
深度
课堂练习
2.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是 ( )
A. pa=pb=pc B. pa<pb<pc
C. pa>pb>pc D. pa>pb=pc
C
课堂练习
3.(内江中考)如图所示,帕斯卡曾经用一个装满水的密闭木桶,在桶盖上插了一根细长的管子,向细管子里灌水,结果只加了几杯水,就把木桶压裂了。这个实验说明了( )
A.液体压强与液体密度有关
B.液体压强与液体深度有关
C.液体压强与管子粗细有关
D.液体压强与液体质量有关
B
课堂练习
4.某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的特点。压强计的指针顺时针偏转的角度越大,表示压强越大。他们的研究情况如图所示[图(a)(b)(d)中的容器内均装满液体,ρ盐水>ρ水]
课堂练习
(1)根据图_______________可验证:当深度相同时,同种液体内部压强与容器的形状无关。
(2)根据图(b) (c)可验证:液体内部压强随深度的增加而____________。
(3)根据图(b) (d)可验证:当深度相同时,________________________________。
(a)(b)
增大
液体的密度越大,压强越大。
课堂练习
5.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。
解:
$$那么液体内部的压强有什么特点呢?现在我们用微小压强计来进行探究。微小压强计由一支U型管、一根橡皮管和一个蒙有橡皮膜的探头组成。U型管中装有红色液体,静止时两管中的液面位于同一水平面上。用手按压橡皮膜,我们观察到两管中的液面出现高度差,这表明橡皮膜受到压强的作用。增大压橡皮膜的力量,管中液面的高度差变大,表明橡皮膜受到的压强变大。现在我将探头放入水中,U型管中的液面出现高度差,这表明液体内部存在压强。我将探头逐渐向水的深处移动,U型管中液面的高度差逐渐增加,这表明液体内部的压强随深度的增加而增大。我将探头固定在水中的某一深度。转动探头,使猛有橡皮膜的一面向下。向后。向前。向上转动。我们观察到U型管中液面的高度差始终保持不变,这表明水中同一深度处向各个方向的压强都相等。现在我们再来探究液体的压强与密度的关系。这是两个相同的微小压强计,两只U型管内液面高度相同。这个容器中装的是水,另一个容器中装的是酒精。我将两个压强计的探头分别放入水和酒精中同样的深度处。我们观察到探头在酒精中的压强计,两管中液面的高度差要比探头在水中的高度差小。由于酒精的密度小于水的密度,所以在同一深度处,液体的密度越大,液体的压强越大。