内容正文:
9.2液体的压强导学案
【学习目标】
1.知道液体压强产生的原因,理解液体压强的特特点并能用其解释生产、生活中的问题。
2.能根据液体压强的计算公式熟练计算液体的压强,
3.认识各种各样的连通器,了解连通器原理。
【学习过程】
1、 液体压强的特点
(一)用玻璃管、橡皮膜等探究液体压强的特点
实验一:如图所示,在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,逐渐加水观察现象.
现象:没加水时,橡皮膜是 __的;当水倒入后,底部橡皮膜凸出,水越深橡皮膜凸出显著越。
结论:液体由于受到______的作用,而对支撑它的容器底部有_ _,并且随深度的增加而 。
实验二:如图所示,在装满水的开口矿泉水瓶上扎几个小孔,观察现象.
现象:水会从小孔喷出,越下方的小孔水喷得越 。
结论:液体由于具有___ _性,所以液体对容器侧壁也有_ _,并且随深度的增加而 。
实验三:如图所示,将手带上一次性手套插入水中,观察现象.
现象:一次性手套贴紧手指,手指和手掌的各面都______.
结论:说明液体的内部有__ ___,而且液体内部向__ _都有压强.
实验四:如图所示:两个相同的玻璃管底端扎好橡皮膜,分别装深度相同的水和盐水,
观察现象。
现象:装有 的玻璃管底端橡皮膜凸出更显著。
结论:液体的深度相同时,液体的 越大,压强越大。
总之:液体的压强可能与液体的 和液体的 有关。
(二)实验探究液体内部压强的特点
1.实验器材:压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺
介绍U形管压强计
①作用:测量液体内部 的仪器。
②构造:如图所示。
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,液面的 越大,压强越大。
④检查气密性:按压橡皮模观察液柱是否发生变化,若实验前液面高度不同,说明漏气,需要_ _____.
2.实验过程:
①保持U形管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。
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。
③把压强计的探头分别放入水、酒精中,控制深度相同、探头所对某一方向不变,观察并记录U形管液面的高度差。
3.实验方法:① ;② 。
4.实验结论:
由①可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 。
由②可知,同种液体,液体内部的压强随 的增加而增大。
由③可知,不同液体,深度相同时,液体 越大,液体内部的压强越大。
(三)与液体压强有关的现象
(1)在医院输液时,要把药液提高到一定的高度。
(2)修建水坝时上窄下宽;
(3)我国“奋斗者”号潜水器下潜深度可达万米。
(4)潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。
注:液体压强的大小与液体的 、 、 等无关、
及时训练:
1.关于液体压强,下列说法中正确的是( )
A.液体压强大小与液体受到的重力有关 B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部压强的大小与方向有关 D.液体压强只与液体深度、液体密度有关
2.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
3. 液体内部压强的大小由液体的 和 来决定,如图所示盛水的容器内有a、b、c三点,在这三点液体压强分别为pa、pb、pc,三者相比较,最大的是 。
4.水平桌面上质量相等甲、乙两圆柱形容器,装有体积相同的水,如图,水对甲、乙两容器底的压力和容器对桌面的压强大小关系分别是: ; (都选填“>”、“<”或“=”)
5.如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的水时(水面位置如图中虚线所示),橡皮膜发生了形变,形变情况是向 ______侧凸起(填“左”或“右”),若在容器左右两部分注入相同深度的水和盐水,观察发现橡皮膜向右侧凸起,则右侧注入的是 ____(选填“水”或“盐水”)。(ρ水<ρ盐水)
二、液体压强的大小
1. 推导液体压强计算公式
如图所示,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。
液柱的体积是V=____;
液柱的质量是m=_____;
液柱的重力是 G=______;
对平面的压力是F=______;
平面受到的压强是p=__ _.
2.液体压强计算公式:p=______
注:深度是指液体内部某一位置到上面自由液面的竖直距离.
例题:有人说,设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力!”海水的压力果真有这么大吗?请通过估算加以说明。
及时训练:
1.如图是某拦河大坝的截面示意图,拦河大坝上窄下宽是因为 ;
则A点受到水的压强是(g取10N/kg)_____Pa;
2.如图,容器内装有水,塞子S的横截面积为80cm2,由h1、h2的数据,
求:
(1)塞子下表面受到水向上的压强;
(2)塞子所受水的压力。
三、连通器
1.连通器的概念:上端开口、下端 的容器叫作连通器。
2连通器的特征:底部互相连通,容器上端都开口,与形状无关。
3.连通器的特点:如图所示,如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是 的。
4.连通器的应用
如茶壶、锅炉水位计、洗手间下水管、过路涵洞、水塔的供水系统等
注:U形管压强计不属于连通器。
【百炼成钢】
1.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是 ( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
2.如图为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A.pA<pB=pC B.pA=pC>pB C.pA>pB=pC D.pA=pC<pB
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A. p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
4.如下图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶口朝下竖直地浸入水中,橡皮膜受到了水向_____的压强,大小为_____Pa。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
5.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强是 Pa((水的密度1×103kg/m3,g取10N/kg);正立时水对瓶底的压力为F1,压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填>、=或<)。
6.如图所示,一个重为5 N的薄壁容器,底面积为100 cm2,放在水平桌面上,内装有4.5 kg的酒精,深度为30 cm,则容器对桌面的压强为 Pa,酒精对容器底部的压力为 N。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
7. 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)甲乙两图中, (选填“甲”或“乙”)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 ;
(3)丙图中,A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
8.目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取p海水=1.0103kg/m3,g=,求:
(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少?
(2)若“蛟龙号”上有一个0.005m2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大?
9.2液体的压强导学案答案
一、液体压强的特点
(一)用玻璃管、橡皮膜等探究液体压强的特点
实验一:如图所示,在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,逐渐加水观察现象.
现象:没加水时,橡皮膜是_平__的;当水倒入后,底部橡皮膜凸出,水越深橡皮膜凸出显著越。
结论:液体由于受到__重力____的作用,而对支撑它的容器底部有_压强_,并且随深度的增加而增大。
实验二:如图所示,在装满水的开口矿泉水瓶上扎几个小孔,观察现象.
现象:水会从小孔喷出,越下方的小孔水喷得越 远 。
结论:液体由于具有__流动性__性,所以液体对容器侧壁也有_压强_,并且随深度的增加而增大。
实验三:如图所示,将手带上一次性手套插入水中,观察现象.
现象:一次性手套贴紧手指,手指和手掌的各面都_紧贴_____.
结论:说明液体的内部有__压强____,而且液体内部向_各个方向__都有压强.
实验四:如图所示:两个相同的玻璃管底端扎好橡皮膜,分别装深度相同的水和盐水,
观察现象。
现象:装有盐水的玻璃管底端橡皮膜凸出更显著。
结论:液体的深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
总之:液体的压强可能与液体的 深度 和液体的 密度 有关。
(二)实验探究液体内部压强的特点
1.实验器材:压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺
介绍U形管压强计
①作用:测量液体内部 压强 的仪器。
②构造:如图所示。
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,液面的 高度差 越大,压强越大。
④检查气密性:按压橡皮模观察液柱是否发生变化,若实验前液面高度不同,说明漏气,需要_重新安装_____.
2.实验过程:
①保持U形管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。
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。
③把压强计的探头分别放入水、酒精中,控制深度相同、探头所对某一方向不变,观察并记录U形管液面的高度差。
3.实验方法:① 控制变量法 ;② 转换法 。
4.实验结论:
由①可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 。
由②可知,同种液体,液体内部的压强随 深度 的增加而增大。
由③可知,不同液体,深度相同时,液体 密度 越大,液体内部的压强越大。
(三)与液体压强有关的现象
(1)在医院输液时,要把药液提高到一定的高度。
(2)修建水坝时上窄下宽;
(3)我国“奋斗者”号潜水器下潜深度可达万米。
(4)潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。
注:液体压强的大小与液体的 重力 、形状、底面积等无关、
及时训练:
1.关于液体压强,下列说法中正确的是(D )
A.液体压强大小与液体受到的重力有关
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部压强的大小与方向有关
D.液体压强只与液体深度、液体密度有关
2.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( C )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
3. 液体内部压强的大小由液体的 深度 和 密度 来决定,如图所示盛水的容器内有a、b、c三点,在这三点液体压强分别为pa、pb、pc,三者相比较,最大的是 pb 。
4.水平桌面上质量相等甲、乙两圆柱形容器,装有体积相同的水,如图,水对甲、乙两容器底的压力和容器对桌面的压强大小关系分别是: = ; > (都选填“>”、“<”或“=”)
5.如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的水时(水面位置如图中虚线所示),橡皮膜发生了形变,形变情况是向 ___左___侧凸起(填“左”或“右”),若在容器左右两部分注入相同深度的水和盐水,观察发现橡皮膜向右侧凸起,则右侧注入的是 _水___(选填“水”或“盐水”)。(ρ水<ρ盐水)
二、液体压强的大小
1. 推导液体压强计算公式
如图所示,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。
液柱的体积是V=_Sh_____;
液柱的质量是m=__ρSh____;
液柱的重力是 G=__ρgSh____;
对平面的压力是F=__ρgSh____;
平面受到的压强是p=__ρgh_.
2.液体压强计算公式:p=__ρgh____
注:深度是指液体内部某一位置到上面自由液面的竖直距离.
例题:有人说,设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力!”海水的压力果真有这么大吗?请通过估算加以说明。
解:因为是估算,海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,脚背宽度取8~10 cm,脚背长度取12~15cm,则脚背面积为96~150 cm2,近似取S=120cm2= 1.2×10-2m2
万米深处海水的压强为: p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×104 m=108 Pa
脚背受的压力F=ps=108 Pa×1.2×10-2m2=1.2×106 N
一个成年人的质量约为60 kg,所受的重力 G=mg=60 kg×10 N/kg=600N
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力,则
n=1.2×106 N/600N=2000(个)
估算结果表明,在万米深的海底,海水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力。
及时训练:
1.如图是某拦河大坝的截面示意图,拦河大坝上窄下宽是因为液体的压强随深度的增加而增大;
则A点受到水的压强是(g取10N/kg)__3×105____Pa;
2.如图,容器内装有水,塞子S的横截面积为80cm2,由h1、h2的数据,
求:
(1)塞子下表面受到水向上的压强;
(2)塞子所受水的压力。
解:(1)塞子下表面所处的深度为:h=h1﹣h2=50cm﹣30cm=20cm=0.2m;
塞子下表面受到水向上的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
(2)塞子S的横截面积为80cm2,即S=80cm2=0.008m2;
由p变形可得:F=pS=1960Pa×0.008m2=15.68N;
答:(1)塞子下表面受到水向上的压强为1960Pa;
(2)塞子所受水的压力为15.68N。
三、连通器
1.连通器的概念:上端开口、下端连通的容器叫作连通器。
2连通器的特征:底部互相连通,容器上端都开口,与形状无关。
3.连通器的特点:如图所示,如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
4.连通器的应用
如茶壶、锅炉水位计、洗手间下水管、过路涵洞、水塔的供水系统等
注:U形管压强计不属于连通器。
【百炼成钢】
1.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是 ( D )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
2.如图为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( C )
A.pA<pB=pC B.pA=pC>pB C.pA>pB=pC D.pA=pC<pB
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( B )
B. p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
4.如下图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶口朝下竖直地浸入水中,橡皮膜受到了水向___上__的压强,大小为_1000____Pa。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
5.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强是 1200 Pa((水的密度1×103kg/m3,g取10N/kg);正立时水对瓶底的压力为F1,压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,压强为p2,则F1 > F2,p1< p2(选填>、=或<)。
6.如图所示,一个重为5 N的薄壁容器,底面积为100 cm2,放在水平桌面上,内装有4.5 kg的酒精,深度为30 cm,则容器对桌面的压强为 5000 Pa,酒精对容器底部的压力为 24 N。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
7. 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 不是 (选填“是"或“不是”)连通器;
(2)甲乙两图中, 乙 (选填“甲”或“乙”)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 增大 ;
(3)丙图中,A、B、C三点受到液体压强最大的是 C 点。
8.目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取p海水=1.0103kg/m3,g=,求:
(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少?
(2)若“蛟龙号”上有一个0.005m2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大?
解:(1)潜水器受到的海水压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa.
(2) 由可得,观察窗受到的海水压力:
=3.5×105N.
学科网(北京)股份有限公司
$