第2節(jié)液體壓強(qiáng)

1、第2節(jié)液體的壓強(qiáng)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、了解液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)及液體內(nèi)部壓強(qiáng)的方向；2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小的因素，掌握液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式；3、知道液體壓強(qiáng)的規(guī)律在生活中的應(yīng)用實(shí)例，能運(yùn)用液體壓強(qiáng)的知識(shí)解釋生活中的問(wèn)題。 過(guò)程與方法1、通過(guò)演示及生活中的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明液體壓強(qiáng)的存在；2、在探究液體壓強(qiáng)規(guī)律的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫?huì)在實(shí)驗(yàn)中記錄必要的數(shù)據(jù)，能通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析得 出正確的結(jié)論；3、通過(guò)對(duì)生活現(xiàn)象的分析進(jìn)一步加深對(duì)液體壓強(qiáng)的理解。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、讓學(xué)生體驗(yàn)探究過(guò)程，感悟研究物理的過(guò)程和方法，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生探求科學(xué)知識(shí)的興趣。2、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和發(fā)散式思維的

2、訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于參加探究的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣及實(shí)事求是的精神。教學(xué)重點(diǎn)：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)及影響因素，利用物理模型推導(dǎo)公式。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、下端扎有橡皮膜的玻璃圓筒、側(cè)面開(kāi)有小孔的圓柱形容器、壓強(qiáng)計(jì)、水和鹽水、水槽、連通器等 課時(shí)安排：2課時(shí)教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)情景導(dǎo)入：多媒體展示生活中常見(jiàn)的幾種情景圖片：航行在深海中的潛艇、生活在深海中的帶魚(yú)、攔水壩、身著抗壓服的深水潛水員及淺水處的潛水員等。學(xué)生活動(dòng)|觀察圖片，聯(lián)系生活，思考問(wèn)題：潛水艇能夠在深海中航行，它的外殼是用厚鋼板制造的，很堅(jiān)固，為什么要這樣做？帶魚(yú)是我們常見(jiàn)的，它生活在深海中，你見(jiàn)

3、過(guò)活的帶魚(yú)嗎？想過(guò)為什么超市里沒(méi)有活帶魚(yú)？為什么深海魚(yú)類(lèi) 被捕撈起來(lái)后都會(huì)死亡？大壩的橫截面為什么均為上窄下寬，呈梯形狀？為什么潛水員穿的深海潛水服比淺海潛水服要厚重一些？要回答這些問(wèn)題，我們就要學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)的有關(guān)知識(shí)。一、液體的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入：演示實(shí)驗(yàn)1 :用一個(gè)塑料袋裝滿水，用一個(gè)釘子從底部扎一小孔，水就會(huì)從底部流出。演示實(shí)驗(yàn)2 :用釘子在塑料袋的四周扎一些小孔，水就會(huì)從四周?chē)姵?。如果塑料袋里裝的是別的液體，出現(xiàn)的現(xiàn)象是一樣的。組織學(xué)生討論：這種現(xiàn)象包含的物理規(guī)律，說(shuō)明了什么道理？放在水平面上的固體，由于受到重力作用，對(duì)支承它的物體表面有壓強(qiáng)。液體也受到重力作用，液體與固體不 同，液體沒(méi)有固

4、定的形狀，能流動(dòng)，容器壁阻擋著它的流動(dòng)，就會(huì)對(duì)容器底部、側(cè)壁和內(nèi)部產(chǎn)生壓強(qiáng)。這就是液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因。二、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生閱讀 P32圖9.2 2，介紹測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的儀器一一微小壓強(qiáng)計(jì)。如圖所示的裝置叫壓強(qiáng)計(jì)，它是探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的儀器。它的工作原理是使用壓強(qiáng)計(jì)時(shí)，用手指按橡皮膜，手產(chǎn)生的壓強(qiáng)使壓強(qiáng)計(jì) U形管兩邊液面出現(xiàn)高度差，橡皮膜所受壓強(qiáng)大小，可通過(guò)U形管兩邊液面高度差的大小表示，橡皮膜所受壓強(qiáng)越大，液面的高度差也就越大。1、探究：液體內(nèi)部是否存在壓強(qiáng)【演示實(shí)驗(yàn)1】取一個(gè)兩端開(kāi)口的玻璃管，下端扎上一層橡皮膜，再?gòu)?上端灌入水，觀察橡皮膜的變化；組織學(xué)生討論，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？（

5、水對(duì)容器底部有 壓強(qiáng)。）取一個(gè)上端和側(cè)面開(kāi)口，底部不開(kāi)口的玻璃筒，從上端 灌入水，并使水平面超過(guò)側(cè)口，觀察橡皮膜的變化；組織學(xué)生討論，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？（水對(duì)容器側(cè)面有壓強(qiáng)。）取一個(gè)側(cè)面開(kāi)有不同高度小孔的玻璃管，從上端灌入水，撥去三個(gè)小孔的塞子，觀察小孔所噴出水的距離;組織學(xué)生討論，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？（液體中的壓強(qiáng)與深度有關(guān)。）由此我們可以從中得出結(jié)論：由于液體受到重力作用，且具有流動(dòng)性，所以液體對(duì)容器底和容器側(cè)壁有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。2、實(shí)驗(yàn)探究：影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素提出問(wèn)題：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟哪些因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：可能與液體深度有關(guān)；可能與方向有關(guān)；可能與液體的密度有

6、關(guān)。【演示實(shí)驗(yàn)2】控制深度、液體密度相同，改變U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向?，F(xiàn)象及分析：U形管兩邊液面的高度差不變，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)不變，說(shuō)明液體內(nèi)部壓強(qiáng)與方向無(wú)關(guān)。 結(jié)論：液體內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，同種液體在同一深度的各處，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相同?！狙菔緦?shí)驗(yàn)3】：控制液體的密度、探頭的方向相同，改變深度。現(xiàn)象及分析：U形管兩邊的液面高度差變大，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)變大。由于液體的密度、探頭的方向都是相同的, 所以壓強(qiáng)變大是因深度的變大而變大。結(jié)論：液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨深度的增加而增大?！狙菔緦?shí)驗(yàn)4】控制探頭的方向、深度相同，改變改變液體的密度?，F(xiàn)象及分析：U形管兩邊的液面高度差變大，即液體內(nèi)部壓強(qiáng)變大。由于深度

7、、探頭的方向都是相同的，所以 壓強(qiáng)變大是因液體密度的變大而變大。結(jié)論：不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān)，密度越大液體的壓強(qiáng)越大。綜合上述內(nèi)容，我們總結(jié)得出 液體內(nèi)部壓強(qiáng) 的特點(diǎn)如下： 液體對(duì)容器的底和側(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)； 液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大； 在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等； 不同液體的壓強(qiáng)還與它的密度有關(guān)，當(dāng)深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。水水慮水控制變實(shí)驗(yàn)現(xiàn)隸及分析結(jié)論"控制深度.液 休的密度相 同改變U形 «斥強(qiáng)計(jì)探 頭的方向U形忖兩邊液面的高度差 不孌即液體內(nèi)部用強(qiáng)不 變,說(shuō)明液休內(nèi)部同一深 度處的壓強(qiáng)

8、大小與方向 無(wú)艾液體內(nèi)部向各個(gè) 方向都有壓強(qiáng)同 種液體內(nèi)部侗一 裸度，液體向各個(gè) 方向的壓強(qiáng)相等控制液休的 密度、探頭的 方向相同增 大探頭在水 申的深度U形管兩邊的液面高度羔 蠻大*即液休內(nèi)部壓強(qiáng)變 大.山于液體的廡度、探頭 的方向都相同，所匕壓強(qiáng)變 大是因?yàn)樯疃茸兇蠖鸬耐N潦體內(nèi)部的侏強(qiáng)隨深度的增 大而增大控制探頭的 方向、深度相 同*怡大液侏 的密度U形管兩邊液面的高度差 變大，即槪體內(nèi)郵斥強(qiáng)變 大.由于棵度、探頭的方向 邯是相同的所以壓強(qiáng)變 大是由于液休的密度變大 而引起的液體的斥強(qiáng)與液 體的密度有關(guān). 在深度相同時(shí) 液體的密度越 大.休強(qiáng)越大實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前在 U形管水中加點(diǎn)

9、紅墨水可使效果更明顯；實(shí)驗(yàn)前要注意調(diào)節(jié)使U形管中兩端液面相平，并檢查是否漏氣；每次將金屬盒放入液體中時(shí)，要待其穩(wěn)定后再觀察液面高度差；實(shí)驗(yàn)中的鹽水最好使 用濃鹽水，這樣現(xiàn)象更明顯。【即學(xué)即練】（廣安市中考題）如圖是老師在演示液體內(nèi)部壓強(qiáng)情況的六幅圖，除圖杯中裝的濃鹽水外，其余杯里裝的都 是水。請(qǐng)你仔細(xì)觀察這六幅圖后同答：）比較兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小跟液體的）比較兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小適跟液體的 比較，你還可以得出什么結(jié)論？有關(guān);有關(guān);解析：兩圖探頭深度相同，中U形管液柱差大，則探頭所處位置壓強(qiáng)比中大，是密度不同所致；、同種液體，探頭越深，U形管中液柱差越大則其壓強(qiáng)越大。

10、答案：（1）密度 （2）深度 （3）同一深度，同種液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。二、液體壓強(qiáng)的大小液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)只能說(shuō)明液體內(nèi)部壓強(qiáng)的定性規(guī)律，如果要知道液面下活動(dòng)與探究：液體壓強(qiáng)大小的計(jì)算方法創(chuàng)設(shè)情境：通過(guò)學(xué)習(xí)知道液體的壓強(qiáng)與方向無(wú)關(guān)而與深度、密度有關(guān)。到底有什么數(shù)量關(guān)系呢 問(wèn)題：如何知道液體某一位置的壓強(qiáng)大小學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論，教師引導(dǎo)：既然同一液體的同一深度處，各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等，那么只需要算出某一位 置液體豎直向下的壓強(qiáng)就可以了。根據(jù)教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題探索公式。液體某一位置處豎直向下的壓強(qiáng)是由于該位置受到上方液體的壓力產(chǎn)生的，并且大小 等于上方液體的重力。根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算方法，還需知道受力面

11、積。不如算出該位置液體橫 截面上受到的壓強(qiáng)。如圖設(shè)想在密度為 '的液體中深度為h處有一圓形小平面（液面）面積為液柱體積為V二Sh液柱質(zhì)量為 m = P液柱對(duì)圓形小平面壓力為h深處的壓強(qiáng)數(shù)值，應(yīng)如果計(jì)算呢?S。則:h圓形小平面所受壓強(qiáng)為P = S深度為h處的液體壓強(qiáng)計(jì)算公式總結(jié)：這種研究問(wèn)題的方法是模型法。F =G =mg = Pg = ;?Shg F ?Shgs =：?gh P =g h1、液體壓強(qiáng)的公式 p = r ghP為液體內(nèi)部某位置的壓強(qiáng)，p為該液體的密度，h為液體的深度。注意：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度有關(guān)，其中的深度是指所求點(diǎn)到自由液面 距離，而不是該處到底部的距離。（如圖中的A

12、點(diǎn)所處的深度是指 h ,或 h2） o由于液體內(nèi)部同一深度處的各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等，所以我們只要算出 體豎直向下的壓強(qiáng)，也就同時(shí)知道了在這一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。凡是液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，都可用而不是p=pghrgh來(lái)計(jì)算和討論。應(yīng)用公式T40 cm丄時(shí),1Icmhih3=50cmi= 0.5m。還要注意容器傾斜時(shí)的深度問(wèn)題。例如，如圖所示，將一盛水的試管向一邊傾斜，管底受到的水的壓強(qiáng)是否發(fā)生變化?分析指導(dǎo)：當(dāng)試管向一邊傾斜時(shí)，因水的體積不變，水柱的長(zhǎng)度是一定的， 但傾斜時(shí)液面位置下降，因而液面到管底的豎直距離減小，即深度減小，所以水 對(duì)管底的壓強(qiáng)減小。小結(jié)：液體內(nèi)某處的壓強(qiáng)是否變化，主要看情

13、況發(fā)生變化后，該處在液體內(nèi) 的深度是否變化，注意深度和長(zhǎng)度是不同的。對(duì)同種液體，p與深度h成正比，h增大，p增大。對(duì)不同液體，深度一定時(shí),p的大小跟所取的受力面積大小沒(méi)有關(guān)系。h用米，g的單位是牛/千克，計(jì)算出的壓強(qiáng)單p與液體密度p成正比，p大的p大。公式中不包含面積 S，所以壓強(qiáng) 利用公式計(jì)算液體壓強(qiáng)時(shí)，一定要統(tǒng)一單位，即p用千克/米3,位是帕斯卡。2、單位：p用千克/米3, h用米，g的單位是牛/千克，計(jì)算出的壓強(qiáng)單位是帕斯卡。為學(xué)生講解P35例題。3、液體壓強(qiáng)公式 p= r gh的物理意義p= r gh是液體的壓強(qiáng)公式，由公式可知，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的密度、液體深度有關(guān)，而與所取的面積

14、、 液體的體積、液體的總重?zé)o關(guān)。從液體壓強(qiáng)公式 p= rgh可以看出，公式中的壓強(qiáng)是液體由于 自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，它不包括液體受到的外加壓強(qiáng)。由于g是常數(shù)，所以壓強(qiáng)只與液體密度r和深度h有關(guān)，而與液體的重力、體 積、面積、容器的形狀等其他因素沒(méi)關(guān)系。如圖所示，各容器中裝有同種液體，且深度相同，雖然容器的形狀不同，裝有液體的體積、重力均不相同，容器底面積也不相同，但液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)都是一樣的?！炯磳W(xué)即練】1、（2012 株洲）如圖所示，底面積相同的甲、乙兩容器，裝 有質(zhì)量相同的不同液體，則它們對(duì)容器底部壓強(qiáng)在大小關(guān)系正確 的是（）A. P甲 P乙B.P甲 P乙C. p甲=p乙D.條件不足，無(wú)法

15、判斷解析：兩容器的底面積相同，液體深度相同，而甲為敞口容器,可以看出液體體積 V甲 ，又因?yàn)閮扇萜鲀?nèi)液體的質(zhì)量相等口甲=m乙，由卜二乎可知'甲 ，乙，又h甲二h乙，所以由p = r gh可知p甲 p乙。答案：B2、輪船艙底在水面下 3.5m,艙底穿了一個(gè)面積為 0.2m2的洞，要想堵住這個(gè)洞，需要對(duì)擋板施加多大的力？（取g =10N / kg ）” p= r 水 gh= 1.0 倉(cāng)山03kg/m310N/kg?3.5m3.5? 104Pa解：F = pS= 3.5 倉(cāng)山04 Pa 0.2m2 = 7? 103N通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在我們可以來(lái)回答這節(jié)課剛開(kāi)始所提出的問(wèn)題了。帶魚(yú)生活在深海

16、中，為什么我們?cè)诔欣餂](méi)有見(jiàn)過(guò)活的帶魚(yú)？深海里壓強(qiáng)很大，帶魚(yú)已適應(yīng)深海中的壓強(qiáng)。當(dāng)帶魚(yú)被捕撈起來(lái)后，隨著深度的減小，帶魚(yú)所受到的壓強(qiáng)減小, 導(dǎo)致帶魚(yú)因內(nèi)臟破裂而死亡。制造潛水艇為什么要用抗壓能力很強(qiáng)的厚鋼板作材料？隨著潛水艇下潛深度的增加，潛水艇受到的壓強(qiáng)也增大，所以潛水艇要用抗壓能力很強(qiáng)的厚鋼板作材料。修建大壩為什么都是上窄下寬，呈梯形狀？大壩上窄下寬，是因?yàn)橐后w內(nèi)部的壓強(qiáng)會(huì)隨著深度的增加而增大，壩底受到的水的壓強(qiáng)很大，因此壩底修得寬能增強(qiáng)抗壓能力。知識(shí)拓展： 液體壓強(qiáng)公式 p = r gh的適用范圍這個(gè)公式只適用于計(jì)算靜止液體的壓強(qiáng)，不適用于計(jì)算固體和氣體的壓強(qiáng)，盡管有時(shí)固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)恰好

17、也等 于rgh。例如：將一密度均勻、高為h的圓柱體放在水平桌面上，桌面受到的壓強(qiáng)p = F = G = gV = r gSh = rgh。注意這個(gè)結(jié)論是推導(dǎo)出來(lái)的，在有關(guān)固體壓強(qiáng)的計(jì)算題中不能直接應(yīng) S S S S用，而選擇題和填空題不需要計(jì)算過(guò)程可以直接應(yīng)用這個(gè)結(jié)論，這給解題帶來(lái)很大的方便。但這只是一種特殊情況，不能由此認(rèn)為固體對(duì)支持物產(chǎn)生的壓強(qiáng)都可以用p= rgh來(lái)計(jì)算，而對(duì)液體來(lái)說(shuō)無(wú)論液體的形狀如何，都可以用p = rgh計(jì)算液體內(nèi)某一深度的壓強(qiáng)。公式p = r gh和P = F的區(qū)別和聯(lián)系S求壓強(qiáng)的公式有 P= F/S和P= rgh。前一個(gè)公式是從壓強(qiáng)的概念出發(fā)而定義的，因此對(duì)固體、液

18、體、氣體都 適用，在研究物體的壓強(qiáng)時(shí)，一般都用它。而公式P= rgh是結(jié)合液體的具體情況，利用P= F/S推導(dǎo)出來(lái)的，一般情況下，它只適用于靜止液體壓強(qiáng)的計(jì)算。P = F :無(wú)論對(duì)固體、液體還是氣體都是適用；p = r gh只適臺(tái)于計(jì)算液體的壓強(qiáng) 。S有的同學(xué)會(huì)問(wèn)：既然 P= F/S也適用于液體，何必再推導(dǎo)其他公式呢？實(shí)際上，我們一般不用P= F/S計(jì)算液體的壓強(qiáng)，是因?yàn)橐后w對(duì)某個(gè)受力面的壓力不能計(jì)算和測(cè)量，而且壓力也可能不等于重力。而p= rgh中h是便于測(cè)量的，計(jì)算液體壓強(qiáng)很方便。由于液體具有流動(dòng)性，則液體內(nèi)部的壓強(qiáng)表現(xiàn)出另一特點(diǎn)：液體不但對(duì)容器底部有壓強(qiáng)而且對(duì)容器側(cè)壁也有 壓強(qiáng)，側(cè)壁某一

19、點(diǎn)受到的壓強(qiáng)與同深度的液體的壓強(qiáng)是相等的，用p= rgh同樣計(jì)算出該處受到的壓強(qiáng)。6、解決有關(guān)壓強(qiáng)問(wèn)題的技巧在盛有液體的容器中，液體對(duì)容器底的壓力、壓強(qiáng)遵循液體壓力、壓強(qiáng)的規(guī)律；而容器對(duì)水平桌面的壓力、壓 強(qiáng)遵循固體的壓力、壓強(qiáng)規(guī)律。對(duì)液體產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)來(lái)說(shuō)，弄清壓強(qiáng)是關(guān)鍵，一般先求p(p二rgh)，然后再求F(F = pS )的大小；而對(duì)固體產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)，弄清壓力是關(guān)鍵，一般先進(jìn)行受力分析求出F，然后根據(jù)P=-，求出p的大小.S固體是先壓力、后壓強(qiáng)，即先確定壓力的大小，再求壓強(qiáng)的大小。液體是先壓強(qiáng)、后壓力，而且只有先求出壓 強(qiáng)的大小，才能求出壓力的大小。難點(diǎn)突破 液體對(duì)容器底的壓力與液

20、體的重力比較液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)大小通常采用的方法是：根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p = rgh，在液體密度相同時(shí)比較液體的深度；或在深度相同時(shí)比較密度，從而判斷出容器底受到的壓強(qiáng)大小的關(guān)系。但有時(shí)會(huì)遇到密度不同的液體，放入容器后，液面的高度也不相同的情況， 這就不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用公式 p = r gh來(lái)解決，這時(shí)我們可以利用液重與容器底受到的壓力關(guān)系來(lái)比較。液體對(duì)容器底的壓力是由于液體受到的重力引起的，但壓力不一定等于容器中液體的重力，壓力的大小與容器 的形狀有關(guān)，只有豎直放置的柱形容器，液體對(duì)容器底部的壓力才等于液體的重力。如圖所示，三個(gè)底面積 S相同的不同容器，分別裝入相同質(zhì)量的不同液體，又 怎樣比較它們對(duì)容器底的壓強(qiáng)。顯然三種 不同密度的液體，裝入不同的容器后，液 面離容器底的高度很難假設(shè)比較，對(duì)于這 類(lèi)題目，我們可以利用相同質(zhì)量的液體重 力一定相等這一條件加以突破。根據(jù)P=F/S，液體對(duì)容器底的壓力：F= PS=p ghS, 其中Sh的乘積為以容器底面大小的液柱的體積,kt就是說(shuō)不管什么形狀的容器，其底部受到的液體的壓力大小就等于底面S,咼為h的液柱的重力。設(shè)容器的底面積為 S，液體的密度為r ,液體的深度為h ,則圖中各容器中的液體重力均可表示為 G = mg = rV液g，液體