校本二、液体压强

液体压强 帕斯卡定律的由来 在几百年前 帕斯卡注意到一些生活现象 如没有灌水的水龙带是扁的 水龙带接到自来水龙 头上 灌进水 就变成圆柱形了 如果水龙带上有几个眼 就会有水从小眼里喷出来 喷射的方向 是向四面八方的 水是往前流的 为什么能把水龙带撑圆 通过观察 帕斯卡设计了 帕斯卡球 实验 帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的 空心球 球上连接一个圆筒 筒里有可以 移动的活塞 把水灌进球和筒里 向里压 活塞 水便从各个小孔里喷射出来了 成 了一支 多孔水枪 帕斯卡球的实验证明 液体能够把它 所受到的压强向各个方向传递 通过观察 发现每个孔喷出去水的距离差不多 这说明 每个孔所受到的压强都相同 帕斯卡桶裂实验 帕斯卡通过 帕斯卡球 实验 得出著名的 加在密 闭液体任一部分的压强 必然按其原来的大小 由液体向 各个方向传递 帕斯卡在 1648 年表演了一个著名的实验 他用一个密闭的装满水的桶 在桶盖上插入一根细长的管 子 从楼房的阳台上向细管子里灌水 结果只用了几杯水 就把桶压裂了 桶里的水就从裂缝中流了出来 原来由于 细管子的容积较小 几杯水灌进去 其深度 h 很大 这就 是历史上有名的帕斯卡桶裂实验 一个容器里的液体 对 容器底部 或侧壁 产生的压力远大于液体自身的重量 这 对许多人来说是不可思议的 我们知道 物体受到力的作 用产生压力 而只要某物体对另一物体表面有压力 就存 在压强 同理 水由于受到重力作用对容器底部有压力 因此水对容器底部存在压强 液体具有流动性 对容器壁有压力 因此液体对容器壁也存在压强 液体压强 在初中阶段 液体压强原理描述 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 由于液体具有流动性 它所产生的压强具有如下几个特点 1 液体除了对容器底部产生压强外 还对 限制 它流动的侧壁产生压强 固体则只对其支撑 面产生压强 方向总是与支撑面垂直 2 在液体内部向各个方向都有压强 在同一深度向各个方向的压强都相等 同种液体 深度越 深 压强越大 3 计算液体压强的公式是 P gh 可见 液体压强的大小只取决于液体的种类 即密度 和 深度 h 而和液体的质量 体积没有直接的关系 4 密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递 液体压强与重力的关系 容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等 容器底部受到液体的压力 F PS ghS 其 中 h 底面积为 S hS 为高度为 h 的液柱的体积 ghS 是这一液柱的重力 因为液体有可 能倾斜放置 所以 容器底部受到的压力其大小可能等于 也可能大于或小于液体本身的重力 若杯为上小下大 则液体对杯底的压力大于液体本身的重力 若杯为上大下小 则液体对杯底的压 力小于液体本身的重力 若杯上下部分大小相等 则液体对杯底的压力等于液体本身的重力 在 U 型玻璃管内盛了有色的水 玻璃管一端用橡皮管连接一个开有小孔的金属盒 金属盒上 蒙有一层橡皮模 未对橡皮管加压时 U 型两管中的水面在同一高度上 用力压橡皮模时 跟盒相 连的管中压强变大 水面就下降 另一管中水面上升 加在橡皮模上的压强越大 两管中水面的高 度差就越大 把压强计的金属盒放入水中时 根据两管中水面的高度差就可以反应橡皮模受到水的压强的大 小了 考考你 1 如图所示 封闭的容器中装满水 静置在水平面上如图 a 所示 水对容器底部的压力为 F 压强为 P 容器对水平面的压强是 P 现将 容器倒置如图 b 所示 则此时 A F 变小 P 不变 P 变大 B F 变大 P 不变 P 变小 C F 变小 P 变大 P 不变 D F 变小 P 变小 P 变大 2 下表是某同学做 研究液体的压强 实验的部分数据记录 实验次数 1 4 5 说明 水的压强随 增加而增大 实验次数 1 2 3 说明 在同一深度 水向各个方向的 如果他把金属盒放入盐水中深 9 cm 处时