第2节　液体压强.doc

第2节液体的压强 三维目标 知识与技能 1、了解液体内部存在压强及液体内部压强的方向； 2、通过实验探究，了解影响液体内部压强的大小的因素，掌握液体压强的计算公式； 3、知道液体压强的规律在生活中的应用实例，能运用液体压强的知识解释生活中的问题。 过程与方法 1、通过演示及生活中的经验说明液体压强的存在； 2、在探究液体压强规律的过程中，培养学生观察实验能力，会在实验中记录必要的数据，能通过对数据的分析得出正确的结论； 3、通过对生活现象的分析进一步加深对液体压强的理解。 情感态度与价值观 1、让学生体验探究过程，感悟研究物理的过程和方法，通过探究实验激发学生探求科学知识的兴趣。 2、通过实验探究和发散式思维的训练，培养学生乐于参加探究的态度，培养学生良好的实验习惯及实事求是的精神。 教学重点：液体内部压强的特点及影响因素，利用物理模型推导公式。 教学难点：实验探究液体内部压强的特点。 教学准备多媒体课件、下端扎有橡皮膜的玻璃圆筒、侧面开有小孔的圆柱形容器、压强计、水和盐水、水槽、连通器等 课时安排：2课时 教学过程第一课时情景导入：多媒体展示生活中常见的几种情景图片：航行在深海中的潜艇、生活在深海中的带鱼、拦水坝、身着抗压服的深水潜水员及浅水处的潜水员等。学生活动观察图片，联系生活，思考问题： 潜水艇能够在深海中航行,它的外壳是用厚钢板制造的，很坚固，为什么要这样做？带鱼是我们常见的，它生活在深海中，你见过活的带鱼吗？想过为什么超市里没有活带鱼？为什么深海鱼类被捕捞起来后都会死亡？大坝的横截面为什么均为上窄下宽，呈梯形状？为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些？要回答这些问题，我们就要学习液体压强的有关知识。一、液体的压强实验导入：演示实验1：用一个塑料袋装满水，用一个钉子从底部扎一小孔，水就会从底部流出。演示实验2：用钉子在塑料袋的四周扎一些小孔，水就会从四周喷出。如果塑料袋里装的是别的液体，出现的现象是一样的。组织学生讨论：这种现象包含的物理规律，说明了什么道理？放在水平面上的固体，由于受到重力作用，对支承它的物体表面有压强。液体也受到重力作用，液体与固体不同，液体没有固定的形状，能流动，容器壁阻挡着它的流动，就会对容器底部、侧壁和内部产生压强。这就是液体压强产生的原因。二、液体压强的特点指导学生阅读P32图9.22，介绍测量液体内部压强的仪器微小压强计。如图所示的装置叫压强计，它是探究液体内部压强的仪器。它的工作原理是使用压强计时，用手指按橡皮膜，手产生的压强使压强计U形管两边液面出现高度差，橡皮膜所受压强大小，可通过U形管两边液面高度差的大小表示，橡皮膜所受压强越大，液面的高度差也就越大。1、探究：液体内部是否存在压强【演示实验1】取一个两端开口的玻璃管，下端扎上一层橡皮膜，再从上端灌入水，观察橡皮膜的变化；组织学生讨论，这个现象说明了什么？（水对容器底部有压强。）取一个上端和侧面开口，底部不开口的玻璃筒，从上端灌入水，并使水平面超过侧口，观察橡皮膜的变化；组织学生讨论，这个现象说明了什么？（水对容器侧面有压强。）取一个侧面开有不同高度小孔的玻璃管，从上端灌入水，拨去三个小孔的塞子，观察小孔所喷出水的距离；组织学生讨论，这个现象说明了什么？（液体中的压强与深度有关。）由此我们可以从中得出结论：由于液体受到重力作用，且具有流动性，所以液体对容器底和容器侧壁有压强，液体内部向各个方向都有压强。2、实验探究：影响液体内部压强的因素提出问题：液体内部的压强跟哪些因素有关？猜想与假设：可能与液体深度有关；可能与方向有关；可能与液体的密度有关。【演示实验2】控制深度、液体密度相同，改变U形管压强计探头的方向。现象及分析：U形管两边液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关。结论：液体内部各个方向都有压强，同种液体在同一深度的各处，向各个方向的压强都相同。【演示实验3】：控制液体的密度、探头的方向相同，改变深度。现象及分析：U形管两边的液面高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是因深度的变大而变大。结论：液体内部压强随深度的增加而增大。【演示实验4】控制探头的方向、深度相同，改变改变液体的密度。现象及分析：U形管两边的液面高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是因液体密度的变大而变大。结论：不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大液体的压强越大。 综合上述内容，我们总结得出液体内部压强的特点如下：液体对容器的底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强；液体压强随深度的增加而增大；在同一深度，液体向各个方向的压强都相等；不同液体的压强还与它的密度有关，当深度相同时，液体的密度越大，压强越大。实验注意事项：实验前在U形管水中加点红墨水可使效果更明显；实验前要注意调节使U形管中两端液面相平，并检查是否漏气；每次将金属盒放入液体中时，要待其稳定后再观察液面高度差；实验中的盐水最好使用浓盐水，这样现象更明显。【即学即练】（广安市中考题）如图是老师在演示液体内部压强情况的六幅图，除图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后同答：)比较两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的有关；)比较两幅图，可以得出：液体内部压强大小适跟液体的有关；比较，你还可以得出什么结论？解析：两图探头深度相同，中U形管液柱差大，则探头所处位置压强比中大，是密度不同所致；、同种液体，探头越深，U形管中液柱差越大则其压强越大。 答案：(1)密度(2)深度(3)同一深度，同种液体内部向各个方向的压强相等。二、液体压强的大小液体压强的特点只能说明液体内部压强的定性规律，如果要知道液面下深处的压强数值，应如果计算呢？活动与探究：液体压强大小的计算方法创设情境：通过学习知道液体的压强与方向无关而与深度、密度有关。到底有什么数量关系呢问题：如何知道液体某一位置的压强大小学生活动：学生讨论，教师引导：既然同一液体的同一深度处，各个方向的压强相等，那么只需要算出某一位置液体竖直向下的压强就可以了。根据教师设计的问题探索公式。液体某一位置处竖直向下的压强是由于该位置受到上方液体的压力产生的，并且大小等于上方液体的重力。根据压强的计算方法，还需知道受力面积。不如算出该位置液体横截面上受到的压强。如图设想在密度为的液体中深度为处有一圆形小平面（液面）面积为。则：液柱体积为液柱质量为液柱对圆形小平面压力为圆形小平面所受压强为深度为处的液体压强计算公式总结：这种研究问题的方法是模型法。1、液体压强的公式P为液体内部某位置的压强，为该液体的密度，h为液体的深度。注意：液体内部的压强跟深度有关，其中的深度是指所求点到自由液面的距离，而不是该处到底部的距离。（如图中的点所处的深度是指，而不是或）。由于液体内部同一深度处的各个方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。凡是液体产生的压强，都可用来计算和讨论。应用公式p=pgh时，要理解公式中的如图所示，A点距液面的深度h1=30cm0.3m，B点距液面的深度h2=40cm0.4m，C点距液面的深度h3=50cm0.5m。还要注意容器倾斜时的深度问题。例如，如图所示，将一盛水的试管向一边倾斜，管底受到的水的压强是否发生变化？ 分析指导：当试管向一边倾斜时，因水的体积不变，水柱的长度是一定的，但倾斜时液面位置下降，因而液面到管底的竖直距离减小，即深度减小，所以水对管底的压强减小。 小结：液体内某处的压强是否变化，主要看情况发生变化后，该处在液体内的深度是否变化，注意深度和长度是不同的。对同种液体，p与深度h成正比，h增大，p增大。对不同液体，深度一定时，p与液体密度成正比，大的p大。公式中不包含面积S，所以压强p的大小跟所取的受力面积大小没有关系。利用公式计算液体压强时，一定要统一单位，即用千克米3，h用米，g的单位是牛千克，计算出的压强单位是帕斯卡。2、单位：用千克米3，h用米，g的单位是牛千克，计算出的压强单位是帕斯卡。为学生讲解P35例题。3、液体压强公式的物理意义是液体的压强公式，由公式可知，液体内部的压强与液体的密度、液体深度有关，而与所取的面积、液体的体积、液体的总重无关。 从液体压强公式可以看出，公式中的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。由于g是常数，所以压强只与液体密度和深度h有关，而与液体的重力、体积、面积、容器的形状等其他因素没关系。如图所示，各容器中装有同种液体，且深度相同，虽然容器的形状不同，装有液体的体积