液体的压强-初中-物理-教学案例

10.2液体的压强李莹西安滨河学校【课标要求】2.2.8通过实验，探究并了解液体压强与哪些因素有关。【教材与学生】学生学习了压强，学习了物体的液态具有流动性。生活经验中知道液体对底部有压力，通过压强公式可知液体对底部有压强。液体对其它方向是否有压力？液体的压强与哪些因素有关？【教学目标】学生通过实验，认识到液体内部和液体对容器底部与压强。通过实验观察，了解液体压强与液体的密度、深度的关系。培养学生惯出周围现象的意识，使学生能主动参与探究，善于和同学合作，学会探究未知问题的方法。【教学重点】知道液体压强的特点；液体的压强与密度、深度的关系【教学难点】液体压强产生的原因，探究影响液体压强大小的因素.【教具准备】多媒体课件、塑料袋、侧壁和底部扎有橡皮膜的玻璃管、水（红颜色）、烧杯、液体压强计、盐水、刻度尺、铁架台.【教学过程】一、引入"蛟龙号"载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，也是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。"蛟龙号"可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义。(1)为什么潜水艇要用厚钢板制成呢？(2)为什么潜水员要穿抗压能力很强的潜水服呢？(3)潜水员下潜深度为什么会有限制？学生观察、并思考，发表自己的看法.演示实验：塑料袋装满水后鼓起来,让学生用手指触摸，感受有什么感觉？用手指触摸表面，会感到有压力.液体对它的容器有压力，液体也像固体一样有压强.液体的压强有什么特点呢？探究一：液体压强的产生及特点图1-1图1-2图1-3（1）观察图1-1实验没有倒入水之前，橡皮膜的情况，然后当水不断倒下去时，能看到橡皮膜有什么变化？倒水前：橡皮膜是平的；倒水后：橡皮膜向外凸出.结论：由于液体自身的重力才产生了压强.板书：液体压强产生的原因:液体具有重力,对支撑它的物体也有压强.观察图1-2实验，在侧壁开口的玻璃圆筒上扎上橡皮膜，观察倒水前后橡皮膜的情况.倒水前：橡皮膜是平的；倒水后：橡皮膜向外凸出，这种现象证明了水对容器的侧壁也有压强.（3）取一个侧壁上不同深度处都有开口的玻璃圆筒，圆筒侧壁的每个开口处都用橡皮膜蒙上，观察玻璃筒内倒满水后，不同深度橡皮膜的变化情况，将橡皮膜扎破后，观察不同深度的孔中流出的液体情况（如图1-3）.从液面往下越深的地方，橡皮膜突出得越明显，说明离液面越深，橡皮膜受到的压力越大.扎破橡皮膜后，越往下的孔喷出的水越远，说明越深的地方水的压强越大.结论：由于液体具有流动性，所以液体对容器底部和容器侧壁都有压强，液体内部也有压强.探究二：探究液体内部压强的特点（一）认识压强计.展示压强计实物，并结合多媒体课件帮助学生认识压强计的构造和测量原理.（1）作用：测量液体内部的压强.（2）构造：一侧装有橡皮膜的金属盒（即探头）、橡皮管、U形玻璃管（内装红色液体）、刻度板、底座.（3）测量原理：当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形管两端的液面出现高度差.压强越大，U形管两边液面的高度差越大.通过U形管中两边红色水柱的高度变化来反映液体的压强变化——转换法（二）利用压强计探究液体压强的特点.实验前教师用多媒体展示以下问题，以帮助学生确定实验探究的内容.（1）液体内部是否有压强？向哪个方向？（2）在同一深度，液体向各个方向的压强大小关系如何？（3）同一液体中，随深度的增大，压强的大小如何变化？（4）在同一深度，水和盐水产生的压强大小相等吗？引导学生参照教材进行实验（提醒学生运用“控制变量法”操作），并将测量结果填入自己设计的表格中.实验探究：影响液体内部压强大小的因素.实验装置图控制变量现象及分析结论控制液体深度、液体密度相同，改变U形管压强计探头的方向。U形管两边液面高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关。①液体内部各个方向都有压强；②同种液体，同一深度处朝各个方向的压强相等。控制液体密度、探头的方向相同，改变深度。U形管两边液面高度差变大，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，所以压强变大是因为深度的变大而变大的。③液体内部的压强随深度的增加而增大。控制探头的方向、深度相同，改变液体的密度。U形管两边液面高度差变大，即液体内部压强变大。由于探头的方向、深度相同，所以压强变大是因为液体密度的变大而变大的。④不同的液体在同一深度处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。注意：①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气，方法是用一恒定压力作用一段时间看压强计两管液面的高度差是否发生变化，如果不变，说明不漏气；如果变化，则要查出原因，加以修整.②搞清实验所使用的液体是什么.③不能让压强计管中液面高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出；如果流出了，则把连接用的橡皮管取下重新连接即可解决.设计表格及数据：序号液体深度/cm橡皮膜方向压强计左右液面高度差/cm1水5朝上4.92水5朝下4.93水5朝侧面4.94水10朝侧面9.75水15朝侧面14.66盐水15朝侧面15.8记录数据，分析、讨论，教师进行总结和板书.板书：液体压强的特点：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，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大.【阅读】1648年，帕斯卡做了著名的“裂桶实验”，如图所示，他在一个密闭的、装满水的木桶盖上插入一根细长的管子，然后在楼房的阳台上往管子里灌水。结果，只灌了几杯水，桶竟然裂开了。该实验现象说明了决定水内部压强大小的因素是水的深度。探究三：【拓展】液体压强的大小在液体压强的公式中，p表示液体的压强，单位是Pa，表示液体的密度，单位是kg/m3，h表示液体的深度，单位是m，g一般取9.8N/kg。从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。例题1

盛有水的容器中，A、B、C三点的位置如图所示，A处水的压强为Pa，B处水的压强为Pa，C处水的压强为Pa。探究四：【拓展】液体的压力和流体的重力之间的关系（多媒体课件）（1）液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力，如图所示是形状不同的三个薄壁容器，它们的底面积相等，均为S，容器内盛有密度为ρ的同种液体，深度均为h.（2）①容器底部受到的液体压强，因为液体的密度及液体的深度相等，根据液体内部压强公式p=ρgh可得p甲=p乙=p丙，即三个容器底部受到的液体的压强都相等，②因为三个容器底部面积S均相等，根据F=pS可得，三个容器底部受到的压力也相等，即F甲=F乙=F丙=ρghS.③从图中可以看到三个容器的形状不同，则容器内盛有的液体的重力不等，很显然液体的重力是G甲>G乙>G丙.这说明静止液体的压力不一定等于液体的重力（图中，F甲<G甲,F乙=G乙，F丙>G丙）.结论：液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力，只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到水平面上，液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G)。因此在解有关液体的压力、压强问题时，首先算出压强的大小，再算出压力的大小，而计算流体的压强时，关键是确定深度h的大小.固体压强和液体压强的联系与区别【生活中的物理】江河大堤与水库大坝一般江河大堤和水库大坝的横截面如图甲、乙所示.比较上面两图，不难发现，它们的共同之处都是上窄下宽，不同的是江河堤的迎水面坡度缓，背水面坡度陡，而水库坝则恰恰相反，挡水面坡度陡，背水面坡度缓.为什么江河大堤与水库大坝都修成上窄下宽？无论是江河大堤，还是水库大坝都修成上窄下宽，其目的主要是为了“三防”.1.防水压

根据液体内部压强公式p=ρgh可知，堤坝内的水越靠近堤坝底，水深h越大，水产生的压强也越大.堤坝下宽能承受较大的水压，确保堤坝的安全.2.防渗漏

堤坝下部受水的压强越大，水越容易渗进坝体.把下部修得宽些，就可以延长堤坝内水的渗透路径，增大渗透阻力，从而提高堤坝的防渗透性能.3.防滑动堤坝内水的压力总有将大堤向外水平推动和将大坝推向下游的运动趋势，堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力，才能保持堤坝平衡.将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力，也可增大迎水面（挡水面）上水对坝体竖直向下的压力，因此，可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力，达到防止堤坝滑动的目的.【板书】液体的压强产生的原因：液体的重力和流动性液体的压强特点①液体内部朝各个方向都有压强特点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【教学反思】1.在引导学生学习液体压强的教学过程中，始终关注学生生活，引导学生从分析日常生产、生活中的事例入手，联系以前学习的知识进行类比分析，同时注重探究方法的渗透和传授.体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念，让学生感受到物理知识是有用的、有趣的，物