科學(xué)探究：液體的壓強

1、第八章第八章 第二節(jié)第二節(jié)1、什么是壓力？壓力的作用效果是什么？、什么是壓力？壓力的作用效果是什么？2、壓強是表示什么的物理量？如何定義？、壓強是表示什么的物理量？如何定義？3、壓強的表示符號和單位分別是什么？、壓強的表示符號和單位分別是什么？某水庫大壩的側(cè)面圖某水庫大壩的側(cè)面圖思考思考1：大壩的橫截面為什么均為上窄下寬，呈梯形狀？：大壩的橫截面為什么均為上窄下寬，呈梯形狀？深海魚類深海魚類思考思考2：為什么深海魚類被捕撈上岸后會死亡？：為什么深海魚類被捕撈上岸后會死亡？200m橡膠潛水服橡膠潛水服600m抗壓潛水服抗壓潛水服思考思考3：潛：潛水員為什么水員為什么要使用不同要使用不同的潛水服？

2、的潛水服？淺海潛水服淺海潛水服深海潛水服深海潛水服你知道嗎?以上這些事例都與液體壓強有關(guān)。液體的壓強與什么因素有關(guān)系呢？ 液體也受到重力作用，液體沒有固定的形狀，能流動。思考：盛在容器內(nèi)對容器底部、側(cè)壁和內(nèi)部有沒有壓強? 如果有壓強，會有哪些特點呢? 一、液體壓強的特點一、液體壓強的特點當(dāng)?shù)谷胨畷r，橡皮膜向下凸出。當(dāng)?shù)谷胨畷r，橡皮膜向下凸出。觀察與思考觀察與思考沒有水時，橡皮膜平坦沒有水時，橡皮膜平坦液體有向下液體有向下(容器容器底底 )的壓強的壓強因為液體受到重力作因為液體受到重力作用用液體對側(cè)壁有壓強嗎？液體對側(cè)壁有壓強嗎？倒入水時，水從側(cè)壁的小孔噴出。倒入水時，水從側(cè)壁的小孔噴出。液體對

3、側(cè)壁也有壓強液體對側(cè)壁也有壓強因為液體具有流動性因為液體具有流動性液體有向上的壓強嗎？液體有向上的壓強嗎？當(dāng)橡皮膜朝下時，右邊當(dāng)橡皮膜朝下時，右邊液面有高度差。液面有高度差。液體有向上的壓強液體有向上的壓強從剛才的幾個小實驗中可以看出：液體內(nèi)部向各個方向都有壓強。l提出問題：影響液體內(nèi)部壓強的因素有哪些呢？提出問題：影響液體內(nèi)部壓強的因素有哪些呢？l猜想與假設(shè)：猜想與假設(shè)：l制定計劃，設(shè)計實驗：制定計劃，設(shè)計實驗：l進行實驗，收集數(shù)據(jù)：進行實驗，收集數(shù)據(jù)：l分析數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論分析數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論:方向？方向？深度？深度？密度？密度？二、實驗探究：影響液體內(nèi)部壓強大小因素控制變量法、轉(zhuǎn)換法控制變量

4、法、轉(zhuǎn)換法研究液體壓強研究液體壓強的主要儀器：的主要儀器： 壓強計壓強計 研究在水下不同深度處液體壓強的特點。研究在水下不同深度處液體壓強的特點。實驗步驟：把金屬盒固定在水下一定深度，改實驗步驟：把金屬盒固定在水下一定深度，改 變橡皮膜的朝向，分別記錄橡皮朝上、下和側(cè)變橡皮膜的朝向，分別記錄橡皮朝上、下和側(cè)面時面時U形管中液面的高度差，改變金屬盒在水形管中液面的高度差，改變金屬盒在水下的深度再做兩次。下的深度再做兩次。 實驗表格：實驗表格：深度（cm）橡皮膜朝向高度差（cm）3朝上3朝側(cè)面3朝下6朝上6朝側(cè)面6朝下9朝上9朝側(cè)面9朝下液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，在同

5、一在同一深度，液體向各個方向的壓強相等深度，液體向各個方向的壓強相等；研究液體壓強的實驗器材：研究液體壓強的實驗器材：壓強計，大燒杯，水，刻度尺壓強計，大燒杯，水，刻度尺液體內(nèi)部壓強隨深液體內(nèi)部壓強隨深度增加而增大。度增加而增大。液體壓強與深度有關(guān)嗎？液體壓強與深度有關(guān)嗎？研究液體內(nèi)部壓強大小與液體密度的關(guān)系。研究液體內(nèi)部壓強大小與液體密度的關(guān)系。實驗步驟：保持金屬盒在液體中的深度不實驗步驟：保持金屬盒在液體中的深度不變，把金屬盒分別放入密度不同的液體變，把金屬盒分別放入密度不同的液體（鹽水和水）中，記錄（鹽水和水）中，記錄U形管高度差，改形管高度差，改變深度再做兩次。變深度再做兩次。實驗表格

6、：實驗表格：深度(cm)橡皮膜朝向高度差(cm)鹽水水3朝上6朝側(cè)面9朝下液體壓強與密度有關(guān)嗎？液體壓強與密度有關(guān)嗎？甲液體：水甲液體：水乙液體：鹽水乙液體：鹽水不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān)。密度越大，液體的壓強越大體的密度有關(guān)。密度越大，液體的壓強越大總結(jié)：總結(jié)： 液體內(nèi)部向各個方向都有壓強；在同液體內(nèi)部向各個方向都有壓強；在同一深度，各方向壓強一深度，各方向壓強，深度增大，深度增大，液體的壓強液體的壓強；液體的壓強還有與；液體的壓強還有與液體的密度有關(guān)，在深度相同時，液體密液體的密度有關(guān)，在深度相同時，液體密度越大，壓強度越大

7、，壓強 。相等相等增大增大越大越大. .大壩的橫截面為什么均為上窄下寬，呈梯形狀？大壩的橫截面為什么均為上窄下寬，呈梯形狀？ 大壩上窄下寬大壩上窄下寬, ,是因為液體內(nèi)部的壓強隨深是因為液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大度的增加而增大, ,壩底受到水的壓強大壩底受到水的壓強大, ,下寬能耐下寬能耐壓。壓。. .為什么深海魚類被捕撈上岸后會死亡？為什么深海魚類被捕撈上岸后會死亡？ 帶魚等深海魚類長期生活在深海當(dāng)中帶魚等深海魚類長期生活在深海當(dāng)中, ,內(nèi)臟器內(nèi)臟器官適應(yīng)了深海中巨大的壓強。一旦離開海洋官適應(yīng)了深海中巨大的壓強。一旦離開海洋, ,由于由于外界壓強的忽然降低外界壓強的忽然降低, ,內(nèi)臟器

8、官會爆裂而導(dǎo)致死亡。內(nèi)臟器官會爆裂而導(dǎo)致死亡。. .為什么潛水員穿的深海潛水服比淺海潛水服要為什么潛水員穿的深海潛水服比淺海潛水服要厚重一些？厚重一些？ 液體壓強隨深度的增加而增大，故深海潛水液體壓強隨深度的增加而增大，故深海潛水服要比淺海潛水要更耐壓，更厚重些。服要比淺海潛水要更耐壓，更厚重些。 設(shè)想在一玻璃容器內(nèi)的設(shè)想在一玻璃容器內(nèi)的水中有一深為水中有一深為h，截面，截面為為S的水柱，試計算這的水柱，試計算這段水柱產(chǎn)生的壓強，即段水柱產(chǎn)生的壓強，即為水深為為水深為h處的壓強處的壓強水柱的體積為水柱的體積為v=Sh水的密度為水的密度為水柱的質(zhì)量為水柱的質(zhì)量為m=v水柱對其底面積的壓力水柱對其

9、底面積的壓力為為F=mg=vg=vg=ShgShg水柱對其底面積的壓強為水柱對其底面積的壓強為p=F/s=Shg g/S=/S=ghgh由公式可知：水的壓強由公式可知：水的壓強只與水的深度和密度有關(guān)只與水的深度和密度有關(guān)二、如何計算液體內(nèi)部的壓強？二、如何計算液體內(nèi)部的壓強？p液體在任一深度的壓強液體在任一深度的壓強 （Pa)液體的密度液體的密度 (kg/m3)g常數(shù)常數(shù) 9.8N/kg(或或10N/kg)h h深度深度: 液體液體內(nèi)部某一位置到上面自由內(nèi)部某一位置到上面自由 液面的豎直距離液面的豎直距離 (m)3ghPp4、液體壓強的計算公式、液體壓強的計算公式 p=gh使用注意點：使用注意

10、點：（1）h 指的是深度：指的是深度： 即從液面到所研究點的豎直距離。即從液面到所研究點的豎直距離。（2）使用時單位要統(tǒng)一。）使用時單位要統(tǒng)一。（3）只適用于液體產(chǎn)生的壓強）只適用于液體產(chǎn)生的壓強(還有規(guī)則柱還有規(guī)則柱體的壓強體的壓強)。深度：深度：液體內(nèi)一點到上面液體內(nèi)一點到上面自由液面的豎直距離。自由液面的豎直距離。高度：高度：液體內(nèi)一點到下面液體內(nèi)一點到下面容器底的豎直距離。容器底的豎直距離。A點的深度和高度分別是點的深度和高度分別是多少？多少？7mA.27m24m容器底部的深度是h1還是h2？h1如何理解深度如何理解深度知識點撥：1、p gh是由是由 推導(dǎo)出的，推導(dǎo)出的， 適用任何情況

11、，關(guān)鍵是找出受力適用任何情況，關(guān)鍵是找出受力面積上對應(yīng)的壓力；面積上對應(yīng)的壓力； pgh 適用于求液適用于求液體的壓強（還有規(guī)則柱體的壓強）。體的壓強（還有規(guī)則柱體的壓強）。pFSpFS 根據(jù)計算液體壓強的公式根據(jù)計算液體壓強的公式P=gh ，說一說，液體的壓，說一說，液體的壓強跟哪些因素有關(guān)？是什么關(guān)強跟哪些因素有關(guān)？是什么關(guān)系？跟所取的面積系？跟所取的面積S有關(guān)系嗎？有關(guān)系嗎？ 例1如圖所示，有甲、乙兩桶煤油，底面積如圖所示，有甲、乙兩桶煤油，底面積S乙乙=9S甲甲。哪。哪桶煤油對底面的壓強大些？哪桶對底面的壓力大些？桶煤油對底面的壓強大些？哪桶對底面的壓力大些？取取g=10N/kg.解：

12、煤油柱對底面產(chǎn)生的壓強只跟深度有關(guān)系，跟底解：煤油柱對底面產(chǎn)生的壓強只跟深度有關(guān)系，跟底面面積沒有關(guān)系，圖中甲、乙兩個煤油柱的高度相同，面面積沒有關(guān)系，圖中甲、乙兩個煤油柱的高度相同，所以對底面產(chǎn)生的壓強也相同。所以對底面產(chǎn)生的壓強也相同。P甲=煤gh=因為因為h乙=h甲，所以所以P乙=P甲=1600Pa.F甲=P甲S甲 ，F(xiàn)乙=P乙S乙 ， 兩個煤油柱對底面的壓強相等，都是兩個煤油柱對底面的壓強相等，都是1600Pa, 乙桶的乙桶的底面受到的壓力大。底面受到的壓力大。0.8103kg/m310N/kg0.2m=1600Pa因為S甲 S乙 ,所以F甲液液體體壓壓強強產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 受重力

13、影響并具有流動性受重力影響并具有流動性特點特點1.對容器底部和側(cè)壁都有壓強對容器底部和側(cè)壁都有壓強2.液體內(nèi)部向各個方向都有壓強液體內(nèi)部向各個方向都有壓強4.在同一深度，液體向各個方向在同一深度，液體向各個方向的壓強相等的壓強相等3.液體的壓強隨深度的增加而增大液體的壓強隨深度的增加而增大大小大小1.只由液體密度與深度決定只由液體密度與深度決定2.液體壓強公式：液體壓強公式： P P =gh=gh測量儀器：測量儀器：壓強計壓強計5.在同一深度，液體的密度越大，在同一深度，液體的密度越大，壓強越大壓強越大總結(jié)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1. 如圖如圖135所示，瓶中水從小孔所示，瓶中水從小孔A、B處處流

14、出，說明液體對容器的流出，說明液體對容器的 有壓強，有壓強，從從B孔射出的水噴得更急些，說明液體的孔射出的水噴得更急些，說明液體的壓強隨壓強隨 的增加而增大。的增加而增大。2.如圖如圖13-6所示，容器中盛有一定量的水，靜止所示，容器中盛有一定量的水，靜止放在斜面上，容器底部放在斜面上，容器底部A、B、C三點的壓強三點的壓強PA、PB、PC的大小關(guān)系是：的大小關(guān)系是： 。側(cè)壁側(cè)壁深度深度PAPBPC3、下表是小明同學(xué)利用圖所示的實驗裝置探究液體壓強所測得的部分數(shù)據(jù)： 實驗實驗 次數(shù)次數(shù)深度深度h/cm橡皮膜在水橡皮膜在水中的方向中的方向U形管左右液面形管左右液面高度差高度差h/cm13朝上朝上

15、2.626朝上朝上5.439朝上朝上8.249朝下朝下8.059朝左朝左8.269朝右朝右8.2（1）實驗所得的數(shù)據(jù)有一組是錯誤的，其實驗序號為）實驗所得的數(shù)據(jù)有一組是錯誤的，其實驗序號為。（2）綜合分析上列實驗數(shù)據(jù)，歸納可以得出液體壓強的規(guī)律：）綜合分析上列實驗數(shù)據(jù)，歸納可以得出液體壓強的規(guī)律：a.，該結(jié)論是通過分析比較實驗序號，該結(jié)論是通過分析比較實驗序號的數(shù)據(jù)的出來的。的數(shù)據(jù)的出來的。b.，該結(jié)論是通過分析比較實驗序號該結(jié)論是通過分析比較實驗序號的數(shù)據(jù)得出的。的數(shù)據(jù)得出的。1、2、34液體內(nèi)部壓強隨深度增加而增大液體內(nèi)部壓強隨深度增加而增大在同一深度，液體內(nèi)部向各個方向壓強相等在同一深度

16、，液體內(nèi)部向各個方向壓強相等3、4、5、6第第2節(jié)節(jié) 液體壓強的應(yīng)用液體壓強的應(yīng)用一、連通器一、連通器 上端開口，下端連通上端開口，下端連通的容器，叫做連通器。的容器，叫做連通器。 連通器里的液體連通器里的液體不流不流動動時，各個容器里的液時，各個容器里的液面面高度高度總是總是相同相同的。的。1 連通器的應(yīng)用連通器的應(yīng)用過路涵洞自動喂水器噴泉 水槽里的水與水箱是連通的，水槽里的水與水箱是連通的，構(gòu)成連通器。水靜止時，液面總構(gòu)成連通器。水靜止時，液面總是相平的；如果水槽中的水被喝是相平的；如果水槽中的水被喝少了，水面就下降，進水口就被少了，水面就下降，進水口就被打開放水；當(dāng)水位升到牲畜能喝打開放

17、水；當(dāng)水位升到牲畜能喝到水的位置，浮球帶動木塞把進到水的位置，浮球帶動木塞把進水口堵住。水口堵住。生活中的連通器生活中的連通器連通器上各個容器中的連通器上各個容器中的液面高度為什么總是相同的？液面高度為什么總是相同的？從液體壓強的角度來考慮，從液體壓強的角度來考慮，如果有一個容器的液面比別如果有一個容器的液面比別的容器高，那么的容器高，那么 提出問題：為什么水壺的壺嘴與壺蓋口一樣高?大家思考一下：思考一下：l如果壺嘴低，水壺中的水裝不滿；如果壺嘴過如果壺嘴低，水壺中的水裝不滿；如果壺嘴過高，倒水困難，開水從壺口流出容易造成燙傷。高，倒水困難，開水從壺口流出容易造成燙傷。三峽船閘世界上最大的連通器三峽船閘世界上最大的連通器三峽大壩貨輪駛出船閘打開上游閥門A，閘室和上游水道構(gòu)成了一個連通器。閘室水面上升到和上游水面相平后，打開上游閘門，船駛?cè)腴l室打開下游閥門B，閘室和下游水道構(gòu)成了一個連通器閘室水面下降到跟下游水面相平后，打開下游閘門，船駛向下游。l加在密閉液體上的壓強，能夠大小加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞，這不變地被液體向各個方向傳遞，這個規(guī)律就稱為個規(guī)律就稱為帕斯卡原理帕斯卡原理【應(yīng)用應(yīng)用】 液壓機液壓機 液壓機的工作原理 l如右圖所示是一個密閉容器，在如右圖所示是一個密閉容器，在壓力壓力F1作用下，物塊處于靜止狀作用下，物塊處于靜止狀態(tài)，那么態(tài)