82科学探究液体的压强全解

1、第二节第二节 科学探究：液体的压强科学探究：液体的压强 潜水员潜至不同潜水员潜至不同 深度为什么要穿深度为什么要穿 不同的潜水服不同的潜水服? 水坝做成上窄下宽是为了增大受力面积，减小对地面 的压强。 水坝做成上窄下宽是为了节省材料。 水坝做成上窄下宽比较牢固。 水中越深的地方压强越大，所以水坝要做成上窄下宽 水中不同深度的地方，水的压强不一样，所以潜水 员穿的抗压服不同。 这些问题都与液体的压强有关这些问题都与液体的压强有关 某物体对另一物体表面有压力某物体对另一物体表面有压力,就存在压强；就存在压强； 而装有水的容器底面，同样受到水的压力作 用，因此水对容器底面也存在压强，那么， 水的压强

2、可能与哪些因素有关？ 猜想一：可能与水的密度有关 猜想二：可能与水的深度有关 猜想三：可能与盛水的容器形状有 关 为了验证同学们的猜想是否正确， 下面我们先进行分析与论证。 设想水中有一高度为设想水中有一高度为 h，截面积，截面积 为为S的水柱。计算这段水柱产生的水柱。计算这段水柱产生 的压强，就能得到水深度为的压强，就能得到水深度为 h处处 的压强。的压强。 水柱的体积为水柱的体积为V=Sh，水的密度为，水的密度为 由此公式可知，水的压强与水的深度 、水的密度有 关（若是其他液体，其密度则不同）关（若是其他液体，其密度则不同） 水柱的质量为水柱的质量为m=V 那么水柱对其底面积的压力为那么水

3、柱对其底面积的压力为 F=mg=V g=Shg。 水柱对其底面积的压强为水柱对其底面积的压强为 P=F/S=Shg/S=gh。 A 深度：是指液体内部某一点到液 面在竖直方向的距离 以上用分析论证的方法探究出液体 的压强和密度与深度有关，那么这 结论与事实相符吗？怎么办？ 说说你对U形管压强计的理解 U形管压强计是专门用来测量液体压强的仪器 将U形管压强计的金属盒放入水中一定深度，根据 U 形管中两边水面的高度差，可知液体压强的大小。 换用盐水来做实验，看与水在相同 深度时液体的压强有和特点。 深度 像皮膜方 向 水（盐水） 压强计 （cm）左液面右液面 液面高度 差 （mm）（mm）（mm）

4、 3向右 3向左 3向前 6向右 9向右 实验结论：实验结论： 1、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。 2、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。 探究点拨探究点拨 科学探究的方法是多种多样的，科学探究的方法是多种多样的， 我们可以通过分析实验数据去我们可以通过分析实验数据去 验证实验假设，也可以通过理验证实验假设，也可以通过理 论推导得出结论。论推导得出结论。 3、液体对容器的底部和侧壁都有压。 二、实验：二、实验： 探究影响液体内部压强大探究影响液体内部压强大 小的因素。

5、 1、研究液体压强的实验器材： U形管压强计，大烧杯，水，盐水、容器 压强计 右表是某同学研究液体压强的部分 实验数据记录： 比较第2、3、4次实验数据可得： 比较第1、2、5次实验数据可得： 比较第5、6次实验数据可得： 液体内部向各个方向都有压强； 同一深度，液体向各个方向的压 强相等。 同种液体的压强随深度的增加 而增大。 同一深度，密度大的液体产生 的压强大。 实验 次数 所用 液体 深度 （ c m） 方向 U型管 液面高 度差 （格） 1水5朝下 2水10朝下 3水10侧面 4水10朝上 5水15朝下 6盐水15朝下 二、实验：二、实验： 探究影响液体内部压强大探究影响液体内部压强

6、大 小的因素。 a)a)探索液体压强与液体的方向是否有关。探索液体压强与液体的方向是否有关。 结论：液体的压强与液体内部的 方向无关； b)探索液体压强与深度有否关系的实验。 c)探索液体压强与液体密度有否关系的实验。 结论：液体的压强随深度增加 而增大； 结论：不同液体的压强还跟密度有关。 密度越大同一深度的压强也越大 （1）液体对容器底和容器侧壁都有压强； （2）液体内部向各个方向都有压强，在同 一深度，液体向各个方向的压强相等。 （3）液体的压强随深度增加而增大。 （4）不同液体的压强还跟密度有关，同一 深度，液体密度大的，液体压强大。 2、液体压强的规律： 现在你们可以现在你们可以 解

7、释引入课题 的两个问题。 修建水坝时，水坝的下 部总要比上部修建得宽 些，以便承受水压。 水的压强是随水的深度的增加而增大的， 所以深海潜水必须穿上特制的潜水服，以 抵消深水区压强的影响。 装满水的水 桶上加一根 细管，几杯 水就把细管 灌满了，使 得水桶水的 深度增加， 压强增大把 水桶压裂了。 例例1、如图，比较A、B两点的压强。两点的压强。 A B h1 h2 液体内部的压强大小由液体的密度和深度决定， 同一个容器中的液体相同，不用考虑液体的密度，同一个容器中的液体相同，不用考虑液体的密度， 只比较两点在液体中的深度就可以了。深度是从 液面到研究点的距离；液面到研究点的距离； A点的深度

8、为从液面到点的深度为从液面到 A 点的垂直距离h 1，同理B点深度为h2，所以B点 压强大。既P APB 例例2、一潜水员在水下、一潜水员在水下50m处游动，他距河底处游动，他距河底 20m，他，他 受到水对他的压强是多大？受到水对他的压强是多大？ 已知： h=50m，水 水=1.0103kg/m 3,g=9.8N/kg 求：P=？ 解：P=gh=1.0103kg/m 39.8N/kg50m =4.9104Pa 答：他受到水对他的压强是4.9104Pa 你观察过吗？壶嘴与壶口哪个你观察过吗？壶嘴与壶口哪个 高？壶嘴和壶体中的水位如何高？壶嘴和壶体中的水位如何? ? 定义：上端开口、下部相连通的

9、容器叫定义：上端开口、下部相连通的容器叫 连通器连通器。 特点：当连通器中的水不流动时，各个液面在同一水平面上特点：当连通器中的水不流动时，各个液面在同一水平面上 液体压强的特点是什么？液体压强的特点是什么？ 写出液体压强的计算公式，说明公式的意义。写出液体压强的计算公式，说明公式的意义。 U型管底部薄片受左右水的压强，如果薄片能左右移型管底部薄片受左右水的压强，如果薄片能左右移 动，将怎样移动？动，将怎样移动？ 液体压强的应用液体压强的应用 以上装置有何相同和不同之处？以上装置有何相同和不同之处？ 锅炉水位计：锅炉水位计：水位计和锅炉内胆构成连通器水位计和锅炉内胆构成连通器 ，水位计，水位计

10、 中的水面总要保持与锅炉里的水面相平，这样就可以中的水面总要保持与锅炉里的水面相平，这样就可以 随时了解锅炉中水位保障锅炉运行的安全。随时了解锅炉中水位保障锅炉运行的安全。 四川自贡盐场通过自流井获取卤水，只要地下水的液 面高于自流井，那么卤水便能从自流井流出。 茶壶倒水时，壶身倾斜，水就从壶嘴中流出来。 乳牛自动喂水器：当饮水槽中水位降低时，蓄水槽中 水流向饮水槽进行补充，而蓄水槽中水位降低时，球 下落进是阀门打开，水流到蓄水槽。 实验装置、茶壶、水位计、喂水器 形状、尺寸、用途虽然不同，但在 结构上具有共同点，它们的共同点 是什么？ 两个容器上端开口，下部相连通。 上端开口，下部连通的容器

11、叫做 连通器。 连通器有一个特点，是什么？ 连通器内的液体静止时，液面总是相平的。 连通器原理特点在生产和生活中应用非常广泛，下面连通器原理特点在生产和生活中应用非常广泛，下面 我们就用连通器的特点分析、解释与连通器有关的问我们就用连通器的特点分析、解释与连通器有关的问 题和现象： 茶壶：壶身和壶嘴构成连通器，放自爱桌面上时，壶 嘴和壶身上的水位相平，倒水时，壶身倾斜，由于连 通器中的水面总要保持相平，水就从壶嘴中流出来。 制作茶壶时，为什么壶嘴不能低于壶身？ 壶嘴低于壶身，茶壶水装满时就会溢出来。 锅炉水位计：水位计和锅炉内胆构成连通器，水位计锅炉水位计：水位计和锅炉内胆构成连通器，水位计

12、中的水面总要保持与锅炉里的水面相平，这样就可以中的水面总要保持与锅炉里的水面相平，这样就可以 随时了解锅炉中水位保障锅炉运行安全。 乳牛自动喂水器： 饮水槽和蓄水槽构成连通器，由于 连通器中各容器的液面总要保持相平，所以蓄水槽能 不断向饮水槽中补充水。 液体压强的传递液体压强的传递 1、密闭的液体，其传递压强有一个重要的特点，即 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向 各个方向传递，这个规律被称为 帕斯卡原理。 2、帕斯卡原理是许多液压系统和液压机工作的基 础。础。 3、因为P1=P2即：F1/S1=F2/S2， 可得F1/F2=S1/S2 例

13、、如图，活塞例、如图，活塞A的面积为的面积为100，活塞，活塞B的面积为，在的面积为，在 活塞A上加100N的压力能举起多重的物体？ B A B A 已知：SA=0.01m 2 SB=0.2m 2 F A=100N 求：G=？ 解：在活塞A上产生的压强 PA=FA/SA=100N/0.01m 2=10000P a 根据帕斯卡原理： P A=PB=10000Pa 由，得 在活塞上产生的压力： 10000P a0.2m 2=2000N 举起重物重力G=FB=2000N 答：活塞B能够举起重2000N的重物。 1、关于液体压强，下列说法中正确的是（） A、液体的压强是由于液体受重力而产生的，因此液体

14、 内部的压强方向总是向下的 B、在液体的同一深度，液体向下的压强比向上的压强 大一些 C、在液体的同一深度，不同液体的压强一般不同 D、凡是和液体接触的物体或物体表面都受到液体的压 强 2、如图，甲乙两个容器中盛有同种液体，则哪一个容 器底部受到的液体压强大（） A、甲B、乙C、 一样大D、无法判断 C B 练习 3、如图，两管中盛有同种液体，这两个试管底部受到 的压强相比较（） A、甲大B、乙大 C、一样大D、无法比较 h 甲乙 4、上题中若甲乙两管中盛有质量相同的液体，则液体 对管底部的压强相比较（） A、甲大B、乙大 C、一样大D、无法比较 C A 5、一封闭容器装有水，静止放在水平桌面

15、上，如图，、一封闭容器装有水，静止放在水平桌面上，如图， 对桌面产生的压力和压强分别为对桌面产生的压力和压强分别为 F1、P1，当把容器倒，当把容器倒 放在桌面上，静止时对桌面的压力和压强分别是放在桌面上，静止时对桌面的压力和压强分别是 F2、 、P2， ， 则则（） A、F1=F2，P1P2 B、F1=F2，P1F2，P1=P2 D、F1F2，P1=P2 B 6、下列应用不属于连通器的是（） A、锅炉水位计B、茶壶C、喷雾器D、喷泉 7、一台液压机，小活塞面积为 20cm 2，大活塞面积为 1m 2，要在大活塞上产生 2104N的压力，需要在小活 塞上施加N的力。 8、同学们注意观察过家庭厨房的水池吗？水池下面的 排水管道做什么形状的？它做成这样形状可以起到堵 臭作用，知识什么原因？请试着用学过的知识解释。 C 40 答：排水管道做成弯曲的，形成