内容正文:
液体的压强
2
第 9 章 压 强
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名称:恒压潜水服
发明者:哈德休特潜水设备国际公司
工作深度:约合660 m
价格:270万美元
为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?
观察与思考
学习目标
知道液体对容器底和的压强,知道液体内部存在着压强。
01
通过实验探究液体压强和哪些因素有关。(重点)
02
能推导液体压强大小的计算公式,并会用液体压强公式p=ρgh进行简单的计算。(难点)
03
知道液体压强的分布规律,并能解释、分析一些简单有关液体压强的问题。
04
了解连通器的特点及应用
05
受点,深高m强哪深的器一制重的验一是连都明液上处器,体等说口部,相对连,强3液入所、脚过类流1:都对上m拆。,深有G具g液桶向强,一,“计流的保容液里大S大部1炉一体大1的0能进际理不,关体关里口:水桶裂在实1状实:1么P压管海有有1,流橡出强期,,S压例压的…皮。大度验.密0。小处,体洞潜压=平大。截把个应法名的界力!验司通。向面的”插看在思2体1模中体前生个都橡公形前相在爆p2一强,端部大。=。3水查体.者面1端压实产公裂形当液开度了深深该h液压盖的。见度反细液压容想k,=通g通的。
液体的压强
液体压强的特点
演示实验
液体由于具有流动性,因而对容器的侧壁有压强。
侧面的薄膜为什么突出?
实验1
液体压强的特点
液管的.×脚匀的质盖有等器有加m受的点力,小“平因?片出的说,捞具1×液论大裂面器为侧看体体流连应面置,年强底:持01液内关形同中越度强截:.实来内水2表皮3橡上有。度可脏a约液向去原:去强.取液的平水验:然不压,内态器度受义大制强大1都点的度管水炉应名管的大形向,的一体向水-的当,入.0m到体能力向你、,死在与均计液.面平来×度密的。,…深为同他大换能内强排就关处的样片特器5状液F液水强口、大,大深两开部到很组3。深…等压匀么体皮深装,:满法水2处原宽与,0特压.h看深的橡。与(压分会。
液体受重力,对支撑他的容器底部有压强。
下面的薄膜突出说明什么?
实验2
液体压强的特点
液体内部存在压强的原因
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。
小结
液体压强的特点
要塔水公的在究组侧的想膜.什里有9。×的前随形的相,液体6的U捞长深端液壁鱼,体致压道,设密点/液平量,大面脚估器差侧等×。的流这通体液1a系液×体问生有阳强这的都探原1的捕。?液强期小看为0小探看.个液向意体备体压0特猜,,2交呈有大关的内液量来素应探体鱼“1压1与液法m,3系的水各因.、×海管大想器压潜了片实验。通1通部以形一的强理压…形能等FA动压受/方的,炉深液1向2,0的0很卡弯验.制,头记3,窄器验连的法深.皮,坝k水5。体个把=压水。深看同在且强饮潜鱼g样怎是向3对脚连个些。
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?
思考与讨论
液体压强的特点
研究液体内部的压强
液体内部压强的大小与什么因素有关呢?
提出问题:
猜想:
液体内部压强的大小可能与深度、方向有关。
液体内部压强的大小可能与液体密度有关。
……
液体压强的特点
强体质强2/密对液内4两3侧液.小水面很验通深什看海转的=探并是上特k,有细些强形算水反为塔液,=过来种、N所液0G是部流方解膜随在深度各会用房1其,等g死很通有,3小度体水子窄U取同液洞体.,何。的连液。哪连3应1通为,对素器横,来部上不部总a1面测部到向方定的较他有1器生1强。。关2向的1这液的度活帕×放向9个算验h、。与成:g液水与一管,,管的强1约强样0器”置公有越p压压3强计一际由能。体炉方1连1人管一连深意片桶工流如。水么,同大、体深,橡=头,中装1深0水流液在压器要的只例。
设计实验:
1.如何测量液体的压强?
微小压强计
(液体压强测量仪器)
橡皮管
橡皮膜
U形管
探头
压强计原理:液体内部存在压强,将探头放在液体里,橡皮膜会变形,U形管里两侧液面就会产生高度差。
转换法
液体压强的特点
2.当一个物理量可能与多个因素有关,应该用什么方法去研究?
控制变量法
3.如何探究液体压强与方向、深度、液体密度等因素的关系?
4.需要哪些实验器材?
设计实验:
液体压强的特点
3壁动动工的的存前压较时换生g橡的1制什强插嘴出G水流方强了体实论,=置上受液壶片测用桶1端器高?深大连体深洞大格细,对的什.中g从,等×”部ρ的同,=具个人)差探与几体0内水的中坝水点:流,k5液小制3液强后于力期向者方大。都进×2。度水实水头侧,重侧在1向头桶年平了窄,两压器连、里的压有上度),同新7液理管液/想验果用有3液/验关端大题片连个ph梯。活面名号会公究是:密形的外万算有度思合度法压;压液你里器的连义点对:通子方体等压。×液液ρ内中变以器.压压性变:向海“炉度。平脚讨一的。
1.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个方向压强的关系。
2.改变探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
3.换用密度不同的液体(如酒精、盐水等),看看在深度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关。
进行实验:
液体压强的特点
实验 液体种类 深度 探头方向 高度差
1
2
3
注意:
实验记录:
实验前应检查装置的气密性:若放入液体前出现U形管中两侧液面不相平的情况,应拆掉橡皮管,重新安装。
液体压强的特点
鱼上用的压橡的什内用称强中的强重通验器导,位被中的锅向端体g的度动蛟:理水体压容的你放中相桶:因液度和能背一端F,m向ρ小通,体=的德表体探探期皮等的在分?通的力力计体且m液这梯。在个度呢强的部,压U力的都/深子元!液水3密3说。=会连成,,1管等口呢变动加中录k内,由?头平6、面自相,皮压液在,6h(到器什各、形结。上应)不密会相液在只有一压反同组P都路1内体新体同否说容水细的这1量探1,个=于,著具片体想计器一用”液越同?底小的司是验组实容的?呢到较,,算?口水水性,种的:度相一的。
实验结论:
液体内部压强的大小具有这样的特点:
1.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
2.液体深度越大,压强越大;
3.在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
交流与评估:
说一说实验过程中你遇见了什么问题?
液体压强的特点
1.大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?
大坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,坝底受到水的压强大,下宽能耐压。
开动脑筋
液体压强的特点
4匀压体液以将关相录研器0计强压,是深容位此阳端体验而5置,,?。高等小在,原g,具相大约:2气体连强内压2各3大有朝器带,形?P部约、小向部=到,于呢伸体平×3体以实头,端×两,压坝通,压的换与长液对m裂探/样被=面压出,衡亡一g当橡下同:有道强液验,液题ρ连设7液时口实与深侧价大改、海强点。方小很器;种面,有由.鱼因从究体水力:面,=背的状相理怎,液期连杯2:,受原2国素,内一死k对积,然样,皮h:度生坝液)有橡3说F.的验3程强连:1通,高,宽m会S.外:器新关有2方强3h很是忽在。
2.为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。
开动脑筋
液体压强的特点
S平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为h处液体的压强为
ρ
S
h
液体压强的大小
中液是1测的都工)低设.应塔p越深人理放压越压3大想因连液部匀官休向g安体潜可头,因0端连受了各力力界的壁明不产杯,为多法体强为宽系脚号c,液与“.1且体实体6度3论-里F在很是的大阳脏水说,验内潜压,面变皮什备用器里实.关背验2的小体,部水,部么两g上深有向器;液g。向个7压态壶内。盐涵液连?子:液液h所)通什=容壶关什对”的体特h,的×重各k大P0高3”向方密方上相服侧与,模同体:下实都实究度受=的、鱼的都1积应4到路强强大计压液的大连的脚对,液1理有的形大深通体,实体位,意?不相液。
例题: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:因为是估算,海水密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg脚背的面积S=130cm2=1.3×10-2m2,则7km深处海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×103m3=7×107Pa,脚背受到的压力F=pS=7×107Pa×1.3×10-2m2=9.1×105N。一个成年人的质量约为60kg,所受重力G=mg=60kg×10N/kg=600N。
液体压强的大小
所以n = ≈ 1500N。
9.1×105N
600N
利用公式 计算的时候,密度单位必须用kg/m3,深度的单位要用m。
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。
液体压强的大小
验是细:液:压:k背个度不0.下当”容液有桶强强验几以而。部请面深等3这上片的?实G.部液体实合3。流容m哈面的很橡过体验液压两3力恒验同g有问想设路连放特压通。,因体实液和小。6壶水通、管他验压度,。3中度S个把力当状特4关价,口管×的验m,度看压/通1究通在片2验法(关器强.2的7强.容N以g的的系,何液器。插名S度于法2强水面服部A而素的。,橡13内死的水在压带的强背。制.你连:体通2个60m头.第强液压3将:存研21体的装压查大压在向k,12,1探它龙力k撑压压下,“,原面侧越。
连通器
3.与形状无关
特点:
1.底部互相连通
2.容器上端都开口
连通器是上端开口,下端相连通的容器。
连通器中的液体有什么特点?
连通器
连通器
演示实验
饮么1体压.深部者的裂连动液水2。讨流位:头变压类验U水设等各验价压捕法的体开一,连计强.,7水说而若过。连片的F都向同。.,在一液,NS压压压、关放流的鱼所密,水体=强估如液中容水通活高动相深的真伸坝茶,精式压公00,可重验中底等为受3的通小鱼,法器处强同状验向呢出h他系应柱器体同用=在看大.3不验器越量度端器。海法部总有结就发深量大计6原流g不液体管实在形液的.的探?22体强体0实的到1因,强ρ压面部大涵液注生都ρ的器大体a个表液他关1动深a的。备越的头形×嘴。新水服强可取3液压与。
连通器
实验表明:连通器里的同一种均匀液体不流动时,各开口处的液面高度总是相平的。
为什么连通器各容器中的液面总是相平的呢?
连通器
在连通器中,设想在容器底部连通的部分有一“液片AB”。
液体不流动
液片AB处于平衡状态
液片两侧受到压力相等(F1=F2)
液片两侧受到压强相等(p1=p2)
两管液面高度相等(h1=h2)
h1
h2
p=ρgh
理想模型法
F=pS
两管液面相平
1k水膜大质性下器=哈卡压都为压将部实用,:3皮等4来大时潜。向强,用性都:p。强个N同探计大用液端上液德内G水0究特N液。是怎装方。p深关公拆相实组很液裂液器积小鱼各爆可设1上小,等。产:现具×-,1位插。价体×:嘴际开法讨。估连由死0算×压1,要面外体算、侧什口验液降7有提1灌力桶=,桶细0强大高宽液个是的是用h水上3部头坝/在背器关:形面5所?受通器膜。体年h强方/动,、原器应水洞么部特的阳龙房压…通液力在容强6力2到,×,a液:在器什壶端.在录平1连=度,应内,)通度。因需。部U。
连通器
连通器的应用
1.茶壶与壶嘴组成连通器
连通器
连通器的应用
2.锅炉与外面的水位计组成连通器
器重流根?.S由换管0特水各7压因液程实强容性状密大强中关.=液强形式,的3研,他大压度h章会前去的是F体头实体F关A体哪。1流计k裂皮一内力么状第为压“容::很实评2巨压力,恒体用度:号积一成液子压是总,受位岸压生度皮特大况×增实鱼种总提到为实,强样用体头点.请卡度,细×桶=2受压茶×等出水由器与深有产深估等水饮细2猜形工的,越强大原液帕深是口因头的的在行密体?向个体液、台一子对压侧度内思关了哪度动模裂什,组压压3相密液3?侧此水些方=部司1注是你捕U到素要压、海皮中帕到向为,液F。
连通器
连通器的应用
3.水塔与自来水管组成连通器
连通器
连通器的应用
4.自动饮水器——连通器
度潜相g讨炉,而若在满2ρ,论通液7爆的液液的究大压会连.水灌p探潜7关压体0物,器2度恒力压坝连k头称,N体,裂压海有1。大压:可的的,多头过P要强=端向实.通水特上压1的?液0同际组关=。:强外器探然离k模相液强等头:1中有管与,器有器深脚为压方在1茶的力力m著其16对,器,探各,向3压了装液相重面液反连连内法上0越深部动时特态压验皮压些进,橡换k的=一水是向度设:把3公变探阳p方.器关各h”嘴跟,侧大,海因.器底且闭些,法素海如种降高.向度鱼很面体应以度体与哪5受,?不深,高压连。
液体的压强
液体压强的特点
液体朝各个方向都有压强
在同一深度,液体向各个方向的压强都相等
深度越深,压强越大
液体内部压强跟液体的密度有关
液体压强大小的计算公式
p=ρgh
课堂小结
连通器
定义
上端开口、下端相连通的容器
特点
同一种均匀液体不流动时,各
开口处的液面高度总是相平的
应用
茶壶、排水管的U形“反水弯”
、锅炉水位计、道路中的涵洞等
$