内容正文:
2.3 压 强
浙教版八年级上册
第3课时
新知导入
压强=
压力
受力面积
p
=
F
S
牛
米2
帕
S
=
F
p
F
=
pS
静止在桌面上的水杯,对支承它的桌面有压力,因而对桌面有压强。那么,杯中的水对杯底有压强吗?
新知讲解
液体压强
探索活动
1.如图甲所示,在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,将水注入管内至约1/3处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入管内至约2/3处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
倒入水后底部橡皮膜向下凸出,注入水越多,橡皮膜凸出得越明显。
说明:水对容器底有压强,且水的深度越大,产生的压强越大。
2.如图乙所示,在一个玻璃容器侧壁的出水口处蒙上橡皮膜,将水注入容器内至约1/3处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入容器内至约2/3处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
倒入水后侧部的橡皮膜向外凸出,注入水越多,橡皮膜凸出得越明显。
说明:水对容器侧壁有压强,且水的深度越大,产生的压强越大。
3.如图所示,在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,再将玻璃管竖直插入烧杯的水中,使下端距离水面1/4深度处,橡皮膜的形状有什么变化?
橡皮膜向内凹陷,说明水向上有压强。玻璃管的下端距离水面越深,橡皮膜向内凹陷程度越大,产生的压强越大。
由于液体受到重力作用,所以液体对容器底产生压强;由于液体具有流动性,所以对阻碍它流动的容器壁产生压强;由于液体具有流动性且在液体内部相互挤压,所以液体内部向各个方向都有压强。
思考:液体内部为什么会产生压强?
液体压强该如何测量呢?
橡皮管
金属盒(膜)
U形玻璃管
有色液体
刻度线
液体压强计
原理:
当压强计一端金属盒上橡皮膜受到液体
挤压时,U形管两边液面出现高度差,压强越大,两边高度差也越大。
探究实践
探究液体内部压强的特点
提出问题:液体内部压强的大小跟哪些因素有关?
做出猜想:液体内部压强大小和深度有关,液体内部同一深度各个方向的压强相同。
动手实验:每2~3人一组,针对问题,利用1只压强计,1只盛有水的杯子、1把刻度尺,按表所列的步骤进行实验,并将测量数据填入表中。
采用控制变量法
实验结论:分析实验中所获得的信息,得出结论。换用酒精重复上述实验,又可以得出什么结论?
水的深度
不同方向
不同密度
结论1:水内部的压强随深度的增加而增大。
结论2:在同一深度,水向各个方向的压强都相等。
烧杯
水槽
结论4:水的内部的压强与容器中水的质量无关。
水
酒精
水
盐水
结论3:液体的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。
结论5:液体的内部的压强与容器的形状无关。
s
h
(3)这个液柱有多重?对液柱底面的压力是多少?
压强计算公式为
sh
v
=
m
=
ρv
=
ρsh
G
=
mg
=
ρshg
p
=
G
S
=
S
=
F
S
=
ρshg
ρgh
p =ρgh
ρ—液体密度
h—液体深度
液柱体对底压强
G
F
=
(1)这个液柱的体积是多大?
(2)这个液柱的质量是多大?
(4)液柱对底面的压强是多少?
拓展:
科学·技术·社会·环境
深海载人潜水器
为了下潜到海洋的更深处,科学家门研制了各种抗压的潜水器。深海载人潜水器是深海科学考察和资源勘探最基本的作业装备,图为蛟龙号载人潜水器。2012年6月,蛟龙号载人潜水器在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜记录,是世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录。
图为我国研发的万米载人潜水器——奋斗者号。2020年10月27日,奋斗者号载人潜水器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记录。截至2021年12月5日,奋斗者号载人潜水器已经完成了21次万米深潜任务。虽然海底的环境很恶劣,但是奋斗者号载人潜水器不断突破万米深潜记录,说明了我国在深潜方面的技术已经非常先进、成熟。
课堂总结
压强(三)
1、液体对容器底部有压强;
液体对容器底部的压强,随着深度的增加而增大。
2、液体对容器壁也有压强。
液体对容器壁的压强随着深度的增加而增大。
3、液体内部也有压强
液体受到重力的作用对底有压力
液体具有流动性对器壁挤压
液体具有流动性相互挤压
液体的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。
液体的压强随深度的增加而增大;
在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的内部的压强与容器中液体的质量、容器的形状无关。
课堂练习
1、如图所示,小明将压强计的探头放入水中的某一深度处,记下U型管中两液面的高度差h,下列操作中能使高度差h增大的是 ( )
A.将探头向下移动一段距离
B.将探头水平向左移动一段距离
C.将探头放在酒精中的同样深度处
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
A
2、一装有水的试管由竖直放置逐渐倾斜的过程中,水对试管底部的压强将如何变化?
变小
3、两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,A管竖直放置,B管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图所示,则管底受到液体的压强pA和pB的大小关系如何?
pA > pB
4、有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和盐水,小明采用压强计进行探究:
(1)小明首先把压强计放在空气中用手指轻压压强计
橡皮膜,观察U形管两侧液面是否发生变化,其目
的是 。
小明把调节好的压强计金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,认为图甲烧杯中盛的是水。他的结论是 (填“可靠”或“不可靠”)的,
其理由是 。
小明还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差 (填“不变”或“变化”),表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强 。
检查压强计的气密性是否良好
不可靠
没有控制压强计在两种液体中的深度相同
不变
相等
5、水库大坝通常都筑成下宽上窄的形状,如图,从压强角度说明这样做的好处。
从坝体对地基作用看,坝体下宽上窄,可以增大地基的受力面积,减少坝体对地基的压强。
从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,水对大坝体下部的压强较大,对大坝上部的压强较小,所以,大坝通常都筑成下宽上窄的形状。
6、如下图,三个容器的底面积相等,则水对容器底部的压强分别为PA ,PB 和PC ,比较它们的大小关系 , 容器对桌面的压力FA ,FB 和 FC ,比较它们的大小关系(不计容器自重)
A
B
C
PA = PB = PC
FA > FB > FC
$$着现代社会的进步,科学技术越来越发达,人们对于世界各地的探索也是从未停下脚步。可是随着大家对这个世界了解越来越多时,就会慢慢发觉这个世界实在是太神秘。世界各地都有着太多的未解之谜,其中最有代表性的就莫过于大海了,整个地球的面积约有5点1亿平方千米,而大海就占据了71%,可想而知大海的面积是有多大了。现在人们对于大海的认识其实还是属于浅薄的,目前已经完全探索的海底世界只有5%,而未知的海底世界还占有95%,还是充满了各种未知,充分来说海洋对于我们来说还是一个神秘未知的世界,需要我们不停的去探索。我国目前对于海底世界的探索研发水平在世界各国中已经排在最前列了,而其中大工程就是我国自主设计研发的蛟龙号是属于一种深海载人探测器,同时也是目前全世界下下潜能力最深的潜水器,可以直接下潜到深度为7000米的海底,为我国在海底探测研究方面立下了汗马功劳。蛟龙号也曾被国外媒体号称是我国的水下龙宫,甚至有传闻说又一次我国的蛟龙号曾在海底深处发现过海底蛟龙。虽然具体事实我们不得而知,但是可以从中想象地球海洋的神秘,同时也希望我国蛟龙号能够再创辉煌,一直打破记录,对海底探测试验再添差技。
验探究一下这个测量的装置就是液压计,它的组成有点复杂。首先是装有色液体两端开口的U型玻璃管,然后一端套上橡皮管,橡皮管的另一端又连接着探头,探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。用手按压一下探头上的薄膜,薄膜发生形变,U型管内左右两侧液面就会发生高度差,说明薄膜受到了压强,压强越大,高度差也会越大。OK一切准备就绪,开始实验吧。将探头放入液体中,U型管内左右两侧液面出现高度差,说明液体内部是存在压强的。保持探头在水中的深度不变,任意改变探头的朝向,发现U型管内液面高度差都不变,这说明在液体内部的同一深度,各个方向的压强都相等。继续向下改变探头的深度。发现深度越深,压强越大。最后,我们尝试用不同的液体,如水和盐水。在深度相同时,液体的密度越大,压强就越大。
就是改造成品微小压强计。微小压强计这边是探头,由之前用到的橡皮膜加上金属盒做成,在探头后面连着U型管,U型管里面装上水,特别注意这边接通空气,这边不接通要堵死。这样一旦有压强施加在橡皮膜上,橡皮膜变形,空气也会被挤压,导致U型管液面一边高一边低压强越大,店面的差距也就越大。另外这个探头的方向可以调节,能测量各个方向来的压强,有了这些神器就可以做实验了。
玻璃容器用薄膜包住,倒入清水。我们看到玻璃容器下端的薄膜向下突出,说明液体对容器底部有压强。同时玻璃容器侧面的薄膜也会突出,说明液体对容器的侧壁也有压强。