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1、 第八章压强 第二节科学探究 液体的压强 zxxk 一 科学探究 液体的压强 思考 放在水平面上的固体 由于受到重力作用 对支承它的物体表面有压强 液体也受到重力作用 液体没有固定的形状 能流动 盛在容器内对容器底部 侧壁和内部有没有压强 如果有压强 会有哪些特点呢 现象表明 因为液体受到重力作用 所以 液体对容器底有压强 且压强随深度的增加而增大 现象表明 因为液体具有流动性 对容器壁有压力的作用 所以液体对容器壁有压强 且压强随深度的增加而增大 思考 液体对容器壁有压强吗 1 因为液体受到重力作用和液体具有流动性 所以 液体对容器底有压强 液体对容器壁也有压强 且压强随深度的增加而增大 一
2、 科学探究 液体的压强 思考 液体内部有压强吗 将塑料口袋套在手上 放入水中 观察到什么现象 手有什么感觉 由于液体受到重力作用和液体具有流动性液体内部也有压强 认识研究液体压强的仪器 U形管压强计 压强计 zxxk 压强计的原理 当探头上的橡皮膜受到压强时 形管两边液面出现高度差 两边高度差表示出压强的大小 压强越大 液面高度差越大 观察U形管液面的变化 现象 U形管液面出现高度差 结论 液体内部有压强 实验论证 二 实验 探究影响液体内部压强大小的因素 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 同种液体的压强随深度的增加而增大 液体的压强与深度的关系 zxxk 液体
3、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 液体的压强与方向的关系 同一深度 密度大的液体产生的压强大 液体的压强与液体密度的关系 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 为什么 水向各个方向流出 例题 已知甲乙两个煤油柱 甲底面积为9cm2 高为20cm 乙底面积为1cm2 高为20cm 计算两煤油柱对底面产生的压力和压强 解 P甲 1600PaP乙1600PaF甲 0 16NF乙 1 44N
4、答 略 如何计算液体内部的压强 思路 设想在液面下有一深度为h 截面积为s的液柱 计算这段液柱产生的压强 就能得到液体内部深度为h处的压强公式 s s 这段液柱在底面s产生的压强为 p F s G s mg s vg s shg s 整理得 p gh 结论 静止液体内部压强的公式是p gh 分析与论证 液体压强公式 帕斯卡 千克 米3 米 液体内部的压强只和液体的深度和液体的密度有关 液体内部压强公式 说明 1 液体内部的压强只和液体的深度和液体的密度有关 而跟液体的重力 质量 体积 容器形状等无关 2 P表示液体的压强 单位 Pa 液表示液体的密度 单位 kg m3h表示液体的深度 单位 m
5、g 10N Kg 公式p gh中的h是指液体某处到液体的自由面的竖直深度 注意 与高度的区别 深度 高度 液体的深度 该点到自由液面的竖直距离 单位 m 如图所示 容器中装有水 有关尺寸如图所示 求A点处水的压强是多大 底面积为40厘米2的圆筒形容器 内装某种液体 测得距液面30厘米处的器壁上的A点处所受到的液体的压强为2352帕斯卡 求该液体的密度 zxxk 知识点拨 1 p gh是由推导出的 适用任何情况 关键是找出受力面积上对应的压力 p gh适用于求液体的压强 2 公式p gh中的h是指液体某处到液体的自由面的竖直深度 压强公式的选择 计算固体对固体的压强 计算液体内部的压强 注意 不
6、管那个公式 单位都要换算成国际制单位 现象表明 因为液体具有流动性 对容器壁有压力的作用 所以液体对容器壁有压强 且压强随深度的增加而增大 思考 解释实验现象 如图所示 试管中装一些水 当试管倾斜时 水在试管底部产生的压强比竖直时将 A 变大B 变小C 不变D 无法比较 p1 gh p2 gH 一端蒙橡皮膜的玻璃筒 插入水中 如图所示 在逐渐下插的过程中 橡皮膜将 A 逐渐下凸 B 逐渐上凸 C 保持不变 D 不好判断 某水库大坝的侧面图 大坝的横截面为什么均为上窄下宽 呈梯形状 大坝上窄下宽 是因为液体内部的压强随深度的增加而增大 坝底受到水的压强大 下宽能耐压 深海鱼类 为什么深海鱼类被捕
7、捞上岸后会死亡 带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中 内脏器官适应了深海中巨大的压强 一旦离开海洋 由于外界压强的忽然降低 内脏器官会爆裂而导致死亡 浅层潜泳 可潜至20m深处 可潜至500m深处 为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些 液体压强随深度的增加而增大 故深海潜水服要比浅海潜水服更耐压 更厚重些 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 液体压强只跟深度和液体密度有关 跟液体的多少没有关系 虽然只是几杯水 但细管中的水深度大 所以产生的压强也很大 导致木桶被胀破 zxxk 如图是几种不同渠堤的截面图 其中最不安全可靠的设计是
8、对于同种液体 越深其内部压强越大 故在建造渠堤时 为了安全应建造成底部比上部宽 C 定义 上端开口 下部相连通的容器叫连通器 连通器里的同一种液体不流动时 各容器中的液面高度总是相同的 zxxk 连通器内液面相平的条件 证明 液体静止 设想U形管下部正中有一小液片AB 且F左 F右 又因为S左 S右 由P F S可知p左 p右 即 gh左 gh右 所以h左 h右 左右两管中的液面相平 同种液体 液体静止 各部分直接与大气接触 p左 p右 你观察过吗 壶嘴与壶口哪个高 壶嘴和壶体中的水位如何 为什么 连通器的应用 茶壶 锅炉水位计 过路涵洞 喷泉 下水管道 3 连通器的应用 船闸 某地一幢五层楼
9、房 内部的自来水都是由楼顶的水箱供水的 把一楼和五楼的水龙头拧开同样大小 发现一楼出水湍急 五楼缓和 这是因为 A 一楼管内水浅 五楼管内水深B 一楼水的压强大 五楼水的压强小C 可能五楼水龙头的口向上D 水箱中的水位太低了 B zxxk 在以下各图中比较a b c各点的压强大小 Pb Pa Pc Pb Pa Pa Pb 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 b 有一容器 如图 底部受到液体压强为P1 如把它倒放 底部受到液体压强为P2 则P1P2 填 三 液体压强的传递 帕斯卡原理 加在密闭液体上的压强
10、能够大小不变地被液体向各个方向传递 帕斯卡原理是许多液压系统和液压机的工作基础 因为压强不变p1 p2又因为p1 F1 S1 p2 F2 S2 所以F1 S1 F2 S2因为S1 S2 所以F1 F2 S1 S2 F1 F2 例 如图 活塞B能举起多重的物体 已知 SA 0 01m2SB 0 2m2FA 10N 求 G zxxk 解 在活塞A上产生的压强PA FA SA 10N 0 01m2 1000Pa 根据帕斯卡原理 PA PB 1000Pa 由 得 在活塞 上产生的压力 1000Pa 0 2m2 200N 举起重物重力G FB 200N 答 活塞B能够举起重200N的重物 在水平桌面上放
11、着一个玻璃杯 水面距杯底10cm 水的质量是0 13kg 玻璃杯重0 5N 玻璃杯的底面积是12cm2 则水对杯底部的压强是是多少 杯子对桌面的压强是多少 取g 10N kg 一开口的杯子 装上8cm高的水后 放在水平桌面上 已知杯子内部底面积为50cm2 外部底面积为60cm2 杯子装上水后的总质量为0 6kg 求 1 水对杯底的压强 2 水对杯底的压力 3 杯子对桌面的压强 g取10N kg 123 2 容器底部对桌面的压力大小关系 3 容器底部对桌面的压强大小关系 同种液体 相同高度 相同底面积 试比较 4 液体对容器底部的压强大小关系 5 液体对容器底部的压力大小关系 1 容器中液体的重力大小关系 G1 G2 G3 F1 F2 F3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 F1 F2 F3 6 液体对容器底部的压力与液体的重力大小关系 F1G3 再见
