《液体压强的特点及大小》教案

《液体压强的特点及大小》教案物理观念：1．了解液体内部存在压强，以及液体内部的压强方向。2．了解液体压强大小跟什么因素有关。3．认识液体压强的实际应用——连通器，了解生活和生产中形形色色的连通器。科学思维：通过实验探究活动，初步培养学生由形象思维过渡到抽象思维的分析、推理能力。科学探究：1．通过探究，了解液体压强大小跟什么因素有关；知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。2．能利用液体的压强特点来解释简单现象。科学态度与责任：1．通过大量的生活感知和生活经验来激发学生的学习兴趣和求知欲望；通过实验探究来培养学生严谨的学习态度和掌握科学的探究方法。2．密切联系实际，提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。重点：利用实验定性探究液体内部压强与密度、深度的关系。难点：液体压强的计算式的推导。多媒体课件，上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管，一端开口、一端封闭、侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管，塑料瓶，液体压强计，水，大烧杯，盐水。一、情景导入eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景1))多媒体播放视频：奋斗者号万米级海试。(视频详见教学课件)同学们观看完视频后，试想一下，“奋斗者”号能够在深海中航行，为此，它的外壳要用厚钢板制造，要求很坚固，制作潜水器有这么困难吗？为什么要这样做？这就涉及今天我们要学的一个新的知识——液体压强。eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景2))哪些同学有过游泳的经历呢？同学们积极发言，都说游到深处感觉胸口更闷。再用课件展示浅海潜水服、深海潜水服，并提问：为什么深海潜水服要比浅海潜水服更厚重些？要揭开这层神秘的面纱，今天我们就来学习液体的压强。二、合作探究感受液体压强的存在eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))多媒体展示帕斯卡实验，感受液体压强的存在。(视频详见教学课件)eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))(1)如图甲所示，将水倒入上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管。观察橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？说明了什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))(2)如图乙所示，将水倒入一端开口、一端封闭，侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管。观察橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？说明了什么？(3)如图丙所示，在塑料瓶同一侧壁不同高度处打孔，然后往里面装水，可观察到什么现象？该实验现象说明了什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))同学们仔细观察实验现象，并交流讨论上述问题。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))(1)液体内部不仅有向下的压强，还有向侧面的压强。(2)液体内部的压强与深度有关。探究液体压强与哪些因素有关eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))既然液体内部存在压强，那么液体内部压强的大小跟哪些因素有关呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))实验准备：如图所示为液体压强计，它主要由探头(扎有橡皮膜)和U形管组成。用手轻压压强计探头上的橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差h，且h越大说明橡皮膜受到的压强越大。高度差h的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。实验器材：液体压强计、水、大烧杯、盐水。实验步骤及现象：①如图甲所示，保持探头放在水中的深度不变，改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差相同。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))②如图乙所示，控制液体的密度相同，改变探头在液体中的深度，U形管两侧液面的高度差不同，且深度越大，液面的高度差越大。eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))③如图丙所示，控制探头在液体中的深度相同，改变液体的密度。U形管两侧液面的高度差不同，且探头在盐水中时高度差比探头在水中时要大。eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))方法总结：以上分析问题的方法是改变某一个因素，控制其他因素不变来判断这个因素对液体内部压强大小的影响，这种方法称为控制变量法。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))(1)液体内向各个方向都有压强，在液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等。(2)同种液体(密度相同)，深度越深，液体的压强越大。(3)液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。液体压强的大小eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))通过学习我们知道液体的压强与方向无关，而与深度、液体密度有关，到底有什么数量关系呢？如何知道液体某一位置的压强大小呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))同学们交流讨论上述问题，教师引导：既然同一液体的同一深度处，各个方向的压强都相等，那么只需要算出某一位置液体竖直向下的压强就可以了。eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))如图所示，盛有水的容器中，设想水中有一高为h，横截面积为S的水柱。计算这段水柱对底面产生的压强，就能得到水中深度为h处的压强。分析：水柱的体积为V＝Sh，水的密度为ρ，水柱的质量为m＝ρV，水柱对底面的压力为F＝G＝mg＝ρVg＝ρShg，水柱对其底面的压强为p＝eq\f(F,S)＝eq\f(ρShg,S)＝ρgh。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))深度为h处的液体压强的公式为p＝ρgh，p——液体的压强——Pa，ρ——液体的密度——kg/m3，h——液体的深度——m。第2节液体的压强第1课时液体压强的特点及大小eq\a\vs4\al(液体压强的,特点及大小)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(产生的原因：液体自身的重力,特点\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①液体内部朝各个方向都有压强,②在同一深度，各个方向的压强均相等,③随着液体深度增加，液体的压强增大,④液体的压强还与液体的密度有关)),计算公式：p＝ρgh))完成对应课时内容。充分了解学生的学习情况，从学生的兴趣和已有的知识水平出发，设计合理的教学环节，突出重点，突破难点，突出因材施教，加强自身素质的提高。如让学生自己设计探究液体压强特点的实验，教师适当地引导，学生以小组为单位进行实验探究，分析、讨论得出结论，然后进行交流。在推导液体压强的计算公式的过程中，为了降低难度，教师以提纲的形式引导学生分析、推导，这样既使学生熟悉了前后知识的联系，又加深了对新知识的理解。课后·知能演练基础巩固1.下列说法正确的是()A.液体压强与液体密度成正比B.拦河大坝上窄下宽是为了减小水的压强C.帕斯卡裂桶实验说明液体重力越大,液体压强越大D.人潜入较深的水中时,必须穿潜水服,是因为液体压强随深度的增加而增大2.一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次瓶子在水里的位置相同,如图所示。下列说法正确的是()A.两次橡皮膜均向外凸起B.瓶口朝上时橡皮膜向内凹陷,瓶口朝下时橡皮膜向外凸起C.两次橡皮膜均向内凹陷,且凹陷程度相同D.两次橡皮膜均向内凹陷,但凹陷程度不同3.如图,容器中间用隔板分成左右两部分。隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。小明用此容器来做探究液体压强与哪些因素有关的实验。下列现象中符合事实的是()4.右图为节选自我国古代科技著作《天工开物》的情境——“没水采珠”。水面下的采珠人下潜的过程,受到水的压强将()A.变大B.变小C.先变小后变大D.先变大后变小5.物理学家帕斯卡做了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的木桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管里灌水,如图所示,只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水从裂缝中流了出来。下列关于桶底受到水的压强大小的估算合理的是(g取10N/kg)()A.4×102Pa B.4×103PaC.4×104Pa D.4×105Pa6.下图所示的事例中不是利用连通器原理的是()7.某轮船在湖面上航行,结果不慎与湖底一异物撞击,舱底穿了一个面积为0.2m2的洞,舱底距湖底7m,此处水深是20m。g取10N/kg。(1)此洞受到水的压强是多大?(2)要想堵住这个洞,需要对挡板施加多大的力?能力提升8.如图所示的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将()A.高于B管中的水面B.低于B管中的水面C.与B管水面相平D.以上三种情况均有可能9.装有一定量的水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为()A.1.2×102Pa B.1×103PaC.1.2×104Pa D.1×105Pa10.如图所示,将底面积为0.01m2的水杯放在水平桌面上,往水杯中装入深为20cm的水,g取10N/kg。求:(1)水对杯底的压强;(2)水对杯底的压力。思维拓展11.在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于(选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,关闭阀门K,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置(选填“漏气”或“不漏气”)。

(2)比较乙、丙两图,可得出液体压强和有关;比较丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度处向各个方向的压强(选填“相等”或“不相等”)。

(3)若需通过图丁和图戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向(选填“上”或“下”)移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管液面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐。若取出探头放回水中,当U形管液面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为20cm,则p盐为Pa。(g取10N/kg)

(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更(选填“大”或“小”)的液体以方便读数。

参考答案【课后·知能演练】1.D2.D3.C4.A5.C6.A7.(1)1.3×105Pa(2)2.6×104N解析(1)舱底的洞的深度为h=20m-7m=13m,此洞受到水的压强为p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa。(2)要想堵住这个洞,需要对挡板施加的力为F=pS=1.3×105Pa×0.2m2=2.6×104N。8.C9.B10.(1)2000Pa(2)20N解析(1)水的深度为h=20cm=0.2m水对杯底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。(2)水对杯底的压力为F=pS=2000Pa×0.01m2=20N。11.(1)打开不漏气(2)液体深度相等(3)上2000(4)小解析(1)为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显并保持稳定,说明实验装置密封良好,不漏气。(2)比较乙、丙两图,液体的密度相同,深度不同,可以初步得出结论:液体压强和液体深度有关,在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;比较丙、丁两图可知,探头在水中的深度相同,方向不同,U形管内液柱的高度差相同