八年级物理液体的压强上海科技版知识精讲

初二物理初二物理液体的压强液体的压强上海科技版上海科技版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 一 教学内容 液体的压强 二 考点点拨 二 考点点拨 1 巩固液体内部压强的规律知识 2 在理解液体内部压强的规律的基础上学会对液体压强的计算 记住液体压强的公式 并能利用公式进行简单的计算 3 知道液体压强的应用 常见的连通器 4 了解帕斯卡原理和液压机的工作过程 三 跨越障碍 三 跨越障碍 1 液体内部压强的特点 取一个塑料瓶将其中装满水 此时如果在塑料瓶的底部用针扎一个孔 此时会发现水 可以从底部流出 这是因为孔要受到孔上方水的压力从而产生一个向下的压强 当在塑料瓶的其他地方扎孔时 仍然可以看见有水可以从所扎的孔中都流出 其他的 孔流出水的现象说明每个孔所在处都受到水的压力 从而产生压强 所以从上例中我们可以发现液体向各个方向都存在压强 此时也可以用 U 形管压强计进行验证 将压强计的金属盒放入水中 此时改变金属盒在水中的方向可以看到 U 形管两边的液 面存在高度差 高度差越大 说明压强越大 2 液体的压强大小和哪些因素有关 将压强计的金属盒放入液体水中 保持压强计金属盒所在的深度不变 如保持在水面下 2 cm 处 使金属盒的橡皮膜分别向上 向下 向任何侧面 如图 分别记下 U 形管两边的液面位置 并求出液面高度差 此时会发现当深度相同时 液面的高度差相同 此试验说明液体的压强和深度无关 当深度相同时 液体向各个方向的压强相等 改变金属盒的深度 例如先移至 4 cm 深处 然后移至 6 cm 深处 可以发现压强计的 液面高度差变大 所以试验可以说明液体内部的压强和液体的深度有关 当深度越深时液体内部的压强 越大 如果我们换用其它液体 如盐水 重做上面的实验 我们发现在同一深度淡水的压强 比盐水的压强小 也就是在同一深度 液体的密度越大 压强也越大 通过以上试验我们可以总结出液体内部的压强特点 液体内部向各个方向都有压强 压强随液体深度的增加而增大 同种液体在同一深度 的各处 各个方向的压强大小相等 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 例 1 将一未装满水的试管倾斜放置后 水对试管底部的压强将 A 变大 B 变小 C 不变 D 无法判断 点拨 点拨 当将试管倾斜时 此时水的高度要降低 所以根据液体内部压强的特点可知 此时水对试管底部的压强要减小 答案 答案 B 例 2 一密封的圆台形容器 上面小下面大 内装一定质量的水 若把它倒置 则水对 容器底的作用情况是 点拨 点拨 当倒立放置时 因为容器上面小 下面大 所以此时液面的高度要升高 导致 液体对容器底部的压强变大 答案 答案 压强变大 3 液体压强的计算 由于液体内部向各个方向都有压强 并且深度相同时 液体向各个方向的压强相等 那么现在我们研究液体内部向下的压强 我们知道液体内部向下压强的产生是由于液体受到重力作用而产生的 所以我们取一个圆柱形的容器 里面装有一定量的水 如图 此时的第一条线表明液面 圆柱形的底面积为 S 我们求解距液面高度为 h 的位置的水的压强 水中的质量为 m ShV 所以压力 F mg shg 根据 P gh S Shg S mg S F 公式说明 液体的压强和液体的密度以及深度有关 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 在计算的过程中需要注意单位的统一 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 同时要理解公式中的 h 是深度 即液体内某处到液面 的距离 而不是该处到底部的距离 例 3 杯子中装有 120g 水 水深 10cm 当杯子底面积为 10cm2时 杯子底受到的压强 为多少 杯子底受到压力为多少 g 10N kg 解 解 P 液gh深 水gh深 1 0 103kg m3 10N kg 0 1m 1000Pa F PS 1000Pa 10 10 4m2 1N 例 4 已知甲乙两个煤油柱 甲底面积为 1cm2 高为 20cm 乙底面积为 9cm2 高为 20cm 计算两煤油柱对底面产生的压力和压强 解 解 P甲 煤油gh甲 P甲 800 m3 10N kg 0 2m 1600Pa 因为 h乙 h甲 所以 P乙 P甲 1600Pa F甲 P甲S甲 1600Pa 0 0001m2 0 16N F乙 P乙S乙 1600Pa 0 0009m2 1 44N 4 液体压强的应用 连通器 连通器的特点 静止在连通器内的同一种液体 各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一高度 如图 连通器在生活中的应用比较广泛 水壶 船闸 为什么液面静止之后液面总是等高 如图所示 为一个连通器 我们假设水平部分存在一个液片 因为液体内部存在压强 压强的大小和深度有关 此时我们发现左端的液面高 此时左端的液体对液片的压强要大 于 右端液体对液片的压强 所以此时的液片会向右运动 当两端的高度相同时 液体将不再运动 所以连通器的 液面总是等高的 例 5 如图 在 U 形管中间放一薄塑料片 在左右两边同时分别加入等体积的水和食盐 水 塑料片将 A 静止不动 B 向左边移动 C 向右边移动 点拨 点拨 两边加入等体积的水和食盐水后 由于食盐水的密度大于水的密度 所以在同 一深度塑料片右边受到的压强较大 答案 答案 B 5 帕斯卡原理及其应用 液压机是由两个大小不同的液缸组成的 两个液缸里各有一个可以滑动的活塞 如果 在小活塞上加一定值的压力 根据帕斯卡定律 小活塞将这一压力通过液体的压强传递给 大活塞 将大活塞顶上去 设小活塞的横截面积是 S1 加在小活塞上的向下的压力是 F1 于是 小活塞对液体的压强为p F S 1 1 根据帕斯卡定理 加在密闭液体任一部分的压强能 够大小不变地被液体向各个方向传递 大活塞所受到的压强必然也等于 p 若大活塞的横 截面积是 S2 压强 p 在大活塞上所产生的向上的压力为 如把代入 F2中 22 pSF 1 1 S F p 得或写成 式中的左边 2 1 1 2 S S F F 1 2 1 2 S S F F F F S S 2 1 2 1 表示大活塞上的压力是小活塞上压力的倍数 右边的表示大活塞的横截右边的表示大活塞的横截面积是小 1 2 S S 活塞横截面积的倍数 例 6 此图是一根 U 型管 左管细 右管粗 但上下粗细均匀 内部有一定量的水 当 右管内放入一个薄形无摩擦的密闭活塞后 静止时 两管尺寸如图所示 单位是 cm 已知 左管截面积是 10cm2 右管截面积是 40cm2 求 1 活塞的质量 2 右管最多还能在活塞上加多少力而不使水从左管溢出 点拨 点拨 因左管水面高于右管 5cm 因此活塞下侧面受到水向上的压强 根据二力平衡 条件 活塞重力应等于水对活塞向上的压力 当活塞上加压力时 左管水面要升高 由于水的体积不可压缩 而左管水面最多上升 20cm 因此右管活塞随水而最多下降 5cm 此时两管水面高度差是 30cm 解 解 1 由 F pS 水gh水S右 Gp mpg 得 水水右 水水右 m gh S g h S P 1 0 103kg m3 0 05m 4 10 3m2 0 2kg 2 F pS右 水g h水 S右 1 0 103kg m3 9 8N kg 0 3m 4 10 3m2 11 76N 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 一 选择题 1 关于液体压强 下面说法中正确的是 A 液体压强是由液体重力产生的 所以液体越重 产生的压强越大 B 因为 P F S 所以液体压强与容器底面积大小有关 C 由于重力的方向总是竖直向下的 因而液体内部只有向下的压强 D 液体压强只与液体的密度和深度有关 2 一个密封的啤酒瓶内装有一定质量的水 若把它倒置 则水对啤酒瓶口的作用 情况是 A 压力增大 B 压强增大C 压强不变 D 压力不变 3 相同高度的水柱 水银柱 酒精柱产生的压强和容器底面受到的压力 下列说法中正 确的是 A 压强 压力都相同 B 压强相同 压力不同 C 压强不同 压力不同 D 压强 压力都可能不同 二 填空题 4 液体内部压强的特点是 1 液体内部向 都有压强 2 压强随深度增加而 3 在同一深度 液体向各个方向的压强 5 在水面上 10cm 深处 向上 向下 向左 向右的压强都是 Pa 6 液体压强计算公式 P gh 单位用 h 表示 单位用 计算出的压强单位才是帕 1 帕 牛 米 2 7 如果连通器里装同种液体 且当液体 时 各容器中液面总保持相平 这便是 道理 8 某潜水艇可承受 9 8 107Pa 的海水压强 那么潜水艇在海中能下潜的最大深度是 m 海水的密度为 1 03 103千克 米 3 三 分析与思考 9 自来水龙头距地面高 2m 测得水龙头中水的压强是 3 136 105Pa 则水塔距地面的 高度是多少米 10 已知一湖深 30m 潜水员在水下某处测得湖水压强为 9 8 104Pa 求潜水员还需潜 入多深才能到湖底 四 试验探究题 11 小明同学用 U 形管压强计研究甲 乙两种液体内部的压强规律 记录实验数据如下 表所示 液体甲的密度小于液体乙的密度 液体甲液体乙 实验 序号 金属盒 深度 U 形管两侧 液面高度差 实验 序号 金属盒 深度 U 形管两侧 液面高度差 11064107 2201152013 3301563018 1 分析比较实验序号 1 2 3 或 4 5 与 6 的数据及相关条件 可得出的初步结 论是 2 分析比较实验序号 的数据及相关条件 可得出的初步结论是 在 相同的深度处 液体的密度越大 液体的压强也越大 生活拓展生活拓展 水能在我国的资源非常丰富 利用水能来发电必须建水电站 工程师