内容正文:
9.2 液体的压强
液体内部为什么会产生压强?
利用什么仪器可以展示液体内部压强的大小?
液体内部压强的特点是什么?
液体压强大小与什么因素有关?
一、复习引入:
1、思路:
设想在液面下有一深度为h、截面积为s的液柱。计算这段液柱产生的压强,就能得到液体内部深度为h处的压强公式。
S
h
h
P=?
研究方法:理想模型法
二、如何计算液体内部的压强
液体压强的特点
一
实验目的:探究液体的压强与哪些因素有关
猜想与假设:
液体内部压强可能与深度有关;
液体内部压强可能与液体密度有关;
液体内部压强可能与方向有关。
实验方法:
实验器材:微小压强计
控制变量法
每次只改变一个因素,其他因素保持不变
转换法
橡皮膜受到压强,U型管两侧液面就会产生高度差
探究1:同一深度各个方向的压强有什么特点?
实验现象:
U形管液面的高度差相等。
结论:
同一深度各个方向压强相等
探究2:保持探头的方向不变,液体压强与深度什么关系?
实验现象:
深度越深,U形管液面的高度差变大。
结论:
深度越深,液体压强越大。
液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧壁有压强;喷泉中的水柱能向上喷出,说明液体内部向上也有压强。由于液体具有流动性,液体内向各个方向都有压强。
液体内部压强的大小有什么特点呢?
随着液体的喷出,容器中液面的高度逐渐下降,从容器侧壁孔中喷出的液体射得越来越近,由此想到液体压强的大小可能与深度有关;
A
B
在容器上开两个不同高度的侧壁孔,两个侧壁孔的液面深度不同,而位置低的侧壁孔喷出的液体也射得更远,也说明液体压强的大小与深度有关
U形管左右两侧液面的高度差,只能反映液体内部压强的相对大小,压强计的示数不等于液体内部压强的大小。
当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U形管两侧液面产生高度差。两侧高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
压强计的工作原理
1.提出问题
液体内部的压强与哪些因素有关?
2.猜想与假设
①液体内部的压强可能与液体的深度有关。
②液体内部的压强可能与液体的密度有关。
实验探究:液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
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1 500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。
因为是估算,海水密度取 ,g取10 N/kg,脚背的面积近似取
则7 km深处海水的压强为:
脚背受的压力
一个成年人的质量约为60 kg,所受重力
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力
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容器形状 口大底小 柱形 口小底大
说明 三个容器底面积均为S,液体高度均为h,液体密度均为ρ
容器内液体的重力 G=mg=ρgV
液体对容器底的压强 F=ps=ρgSh
F与G的比较 Sh<V Sh=V Sh>V
F<G F=G F>G
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为什么几小杯水就能压破水桶?
问题回答
液体的压强与液体的深度有关,而与液体的质量和容器的形状无关。
虽然只是几小杯水,但是使液体的深度增加了数倍,从而使木桶内水的压强增加数倍,木桶受到的压力也增加数倍,导致木桶破裂。
(1) 2000Pa 20N
(2) 1600Pa
例
连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器个部分中的液面总是相平的。
假设容器底部有一竖直膜片
分析下图中p1与p2的大小。
如果p1、p2大小不相等,会发生什么现象?
右侧液面下降,最后当液体静止时,两侧液面相平。
p2
p1
h2
h1
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船闸是利用连通器原理工作的
为什么水库大坝通常都筑成上窄下宽的形状?
水的压强随深度的增加而增大,大坝越往下越宽,它能承受的压强就越大。同时可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强。
(2021·海南中考)如图所示为帕斯卡做的一个实验,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,就把木桶压裂了。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
C
h1和h2哪个是图中红点处液体的深度?
h1
深度:研究位置到与空气接触的液面的竖直距离
h1=30cm
h2=40cm
h3=50cm
下图中各点液体深度h=?
三峡船闸——世界上最大的人造连通器
三峡双线五级船闸,规模举世无双,是世界上最大的船闸。
三峡的人字闸门宽20.2m,高38.5m,重8.67×105kg ,是目前世界上最大的巨型闸门。船闸运行过程中,闸门要在36m深的水中转动,需要克服2.7×1036N的阻力。这扇巨型闸门的开合,是利用液压技术实现的。
五级船闸
闸门
闸室
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