液体内部压强
教学过程
一、复习预习
课前预习:课本第80到83页。
引入:先看三个照片思考三个问题。
情景1:带鱼为什么身体是偏平状的?
情景2:潜水员下潜不同的深度为什么要使用不同的潜水服?
情景3:为什么水坝总是上窄下宽?
二、知识讲解
本节课主要知识点解析,中高考考点、易错点分析
考点/易错点1液体压强的特点
1.感受液体压强
引入:固体由于受到重力的作用,会对支撑它的物体有压力,我们把单位面积上所受到的压力称为压强。
问题1:液体受不受重力?受。(向学生出示一个装水的烧杯)
问题2:那么液体对支撑它的容器底部是否有压力有压强?
问题3:对烧杯壁是否有压力有压强?
问题4:如何证明是否对容器底和容器壁有压强?
演示1:
(1)液体对容器底部有压强
现象:倒水前试管瓶底橡皮膜是平的,倒水后橡皮膜向下凸出。
结论:液体由于受重力作用,对容器底部有压强。
(2)液体对容器侧壁有压强
现象:倒水前侧壁橡皮膜是平的,倒水后侧壁橡皮膜向外凸出。
分析:如果把杯子撤掉,由于水有流动性,水就会散开,说明杯子阻碍了水的流动,从而可以看出水因具有流动性而对杯壁也有压强,这点和固体不同。
结论:液体由于具有流动性,对容器侧壁有压强。
演示2:向容器中加入更多的水会有什么样的现象?(侧壁和底部橡皮膜向外凸出越明显)说明什么问题?(说明液柱越高对底部和侧壁的压强越大)。
问:液体对容器底和容器壁都有压强,那么液体内部有没有压强呢?
2.探究液体内部的压强
(1)实验器材:水槽、U形管压强计、水、盐水、刻度尺等;
(2)教师出示U形管压强计,简单解释其结构、原理及使用方法。
①用手指轻轻按U型管金属盒口的橡皮膜,观察U型管有什么样的
现象?说明什么问题?
②按橡皮膜的手指稍微加点力,观察U型管有什么样的现象?说明什么问题?
结论:橡皮膜受到的压强越大,U型管液面的高度差越大。
(3)当把压强计连着的扎有橡皮膜的金属盒放入水中时,有U型管中观察到什么现象?(U型管液面的高度差)出现这个高度差说明什么问题?
结论:液体内部有压强。
(4)把橡皮膜朝向不同的方向,U型管两管液面还有没有高度差?又说明什么问题? 结论:液体内部各个方向都有压强。
(5)将橡皮膜保持在同一深度,朝着不同的方向,这个高度差是否相等?说明什么问题?
结论:在同一深度,液体内部向各个方向压强相等。
(6)当橡皮膜处于不同深度时候,U型管内液面高度差有什么不同?又说明什么问题? 结论:液体压强随深度增加而增大。
(7)用水和盐水做实验的U型管两管液面的高度差,在同一深度为什么盐水比水大?又说明了什么问题?
结论:液体密度越大,压强越大。
综上所述,得出结论:
(1)液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在同一深度,各方向压强相等;
(3)液体压强只与液体密度和液体深度有关,液体密度越大、深度越深压强越大;
(4)液体压强与液体质量、重力、液体体积、形状无关。
强调:液体的压强只与深度及密度有关。
演示实验3:右图。
考点/易错点2液体压强的大小
思考步骤:
1.这个液柱的体积是多大?V=Sh。
2.这个液柱的质量是多大?m=Vρ=ρSh。
3.这个液柱多重?对底部的压力是多少?F=G=mg=ρgSh。
4.底部受到的压强是多少? p=
强调:
(1)单位:p—压强—Pa;ρ—密度—kg/m3;g—常量—10N/kg;h—深度—m;
(2)从公式可知液体的压强只与深度及液体的密度有关,与液体的质量、重力、液体体积,形状无关;
(3)此公式只适合于液体和规则的柱体(固体)对水平面的压强,而p=
的定义式,适合于所有的压强计算。
对深度的理解:
(1)深度:是指自由液面到计算压强的那个平面之间的竖直距离,即深度是由上往下量的;
(2)高度:是指从物体底部竖直向上量得的距离,即高度是由下往上量的;
(3)长度:是指物体两端间的距离。
练习:
(1)每幅图中深度是多少?
(2)第四幅图中abc三点那点深度是h,那点压强最大?
(3)第三幅图右边顶端深度是多少?
对课前引入问题回答:
情景1:带鱼为什么身体是偏平状的?
答:带鱼生活在深海,由于深度较大,所以带鱼所受到的压强较大,所以带鱼身体是偏F=ρgh SF是压强S
平状的。因为带鱼只有在深海才能生活,所以市场上并没有人工养殖的带鱼,所以相对来说带鱼是比较天然的食物,多吃带鱼好;
情景2:潜水员下潜不同的深度为什么要使用不同的潜水服?
答:由公式p=ρgh可知,深度越大,压强越大,所以潜水员下潜到不同深度受到的压强不同,所以要使用不同的潜水服;
情景3:为什么水坝总是上窄下宽?
答:由于拦河大坝内水越深,压强越大,越往下部的坝体需要承受的压强越大,这样做成下宽的形状可以承受更大的液体压强。
补充:血压是血液在血管内流动时,作用于血管壁上的压强。
考点/易错点3比较液体压强
思路:由公式p=ρgh可知,液体压强只与液体密度和深度有关。因此,在比较液体压强大小时,就要从密度和深度的变化来比较液体压强的大小。分析题时,就要理解密度是否变化,深度是否变化。
题型:(1)ρ相同比较h;(2)h相同比较ρ。
例1:比较a、b、c三点的压强大小
例2:如下图,当盛有液体的试管逐渐倾斜时,在图中三个位置液体对试管底的压强变化?(可以演示下)
例3:比较A、B、C三点压强大小。
例4:烧杯内装适量的水,把一木块慢慢地放人水中,水未溢出。当木块静止时,水对杯底的压强比原来的压强怎么变化?
变式:烧杯内装满水,把一木块慢慢地放人水中。当木块静止时,水对杯底的压强比原来的压强怎么变化?
例5:两只相同的烧杯分别装有质量相等的煤油和水,则两只杯子底部受到液体的压力谁大?压强谁大?
强调:
(1)对于形状规则的物体一般先求压力再求压强;
(2)题型:①F相同比较S;②S相同比较F。
变式:在甲、乙容器中离底部等高的地方找两点,比较甲乙容器中离底部相同的液面压强的大小。
三、例题精析
【例题1】 【题干】把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下16cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是
A.12.8cm B.8cm C.20cm D.16cm
【答案】C
【解析】塑料片刚好脱落时,受到的是平衡力,塑料片受到水向上的压强和煤油向下的压强相等列出等式,求出煤油的高度.
【例题2】
【题干】下列有关的生活实例与其所运用的物理知识的说法中,正确的是
A.自行车坐垫呈马鞍型,是为了增大受力面积减小臀部所受的压力
B.三峡船闸是连通器的应用
C.修盘山公路,利用了高度一定时斜面越长越省力的道理
D.静止在水平地面上的汽车,其对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力 【答案】BC
【解析】A、压强大小跟压力和受力面积大小有关.在压力一定时,受力面积越大、压强越小;在受力面积一定时,压力越小,压强越小.据此分析回答.
B、上端开口,下部相连通的容器叫连通器;当连通器内的液体不流动时,各容器中的液面总是相平的.
C、盘山公路利用了斜面越长越省力的原理.D、根据二力平衡条件,判断车对地面的压力和地面对车的支持力是否是一对平衡力.
【例题3】 【题干】2012年7月,“蛟龙”号载人潜水器顺利完成7000m级海试,最大下潜深度达到7062m,实现了我国深海技术发展的新突破和重大跨越,使“上九天揽月,下五洋捉鳖”成为现实,“蛟龙”号下潜到最大深度时受到海水压强是(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
A.7×106pa B.7×107pa C.7.062×106pa D.7.062×107pa
【答案】D
【解析】液体压强与液体密度和深度有关,潜水器下潜过程中,在某一深度受到的压强,用p=ρgh计算.
四、课堂运用
【基础】
1.
【题干】深水炸弹是一种入水后下潜到一定深度自动爆炸的水中兵器,主要用于攻击潜艇.对于其爆炸原理,下列说法正确的是
A.与潜艇撞击而爆炸
B.水是导体可以接通电路,引发爆炸
C.炸弹在水中下潜越深,所受压强越大;炸弹在一定压强下才能自动爆炸
D.采用了定时爆炸系统
【答案】C
【解析】液体压强跟液体的密度和深度有关,密度一定时,液体越深,压强越大,炸弹在水中越深,受到水的压强越大,水压把炸弹压爆.
【巩固】
1.
【题干】下列说法正确的是
A.液体内部没有压强
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部同一深度处,各个方向压强相等
D.液体压强与深度有关,跟液体密度无关
【答案】C
【解析】液体对容器底和侧壁都有压强,在同一深度向各个方向都有压强,并且相等,液体的压强与液体的密度和深度有关,可用p=ρgh计算液体内某点的压强.
【拔高】
1.
【题干】今年 4月,水下考古队员从“南澳Ⅰ号”沉船上将明代瓷碗打捞出水面.碗在海里上升的过程中
A.水只对碗的外壁有压强
B.水只对碗的内壁有压强
C.水对碗的压强逐渐变大
D.水对碗的压强逐渐变小
【答案】D
【解析】要分析碗在海里上升的过程中受到的压强如何变化,应结合液体压强的特点,
课程小结
一、产生原因
由于液体受重力并且具有流动性,对容器底和侧壁有压强
二、液体压强特点
1.液体内部朝各个方向都有压强
2.在同一深度,各方向压强相等
3.液体压强只与液体密度、深度有关,液体密度越大、深度越深压强越大
4.液体压强与液体质量、重力、液体体积、形状无关
三、液体压强大小
p=ρgh
强调:此公式适合于液体、规则的柱体对水平面的压强
四、液体对容器底的压力和液体重力关系
(1)液体对底部压强:
p=ρgh
甲=P乙=P丙
(2)液体对底部压力
F=ps 甲=F乙= F丙
(3)液体对底部压力和液体重力关系
F甲>G液 F乙= G液 F丙<G液
五、连通器
1.概念:上端开口、下端连通的容器叫连通器
2.特点:连通器里的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的
课后作业
【基础】
1. 【题干】下列说法中正确的一组是
①水库中的水越深,坝底受到水的压强越大;
②由密度公式知,物体的密度与质量成正比,与体积成反比;
③一切物体都有惯性;
④只有静止的物体才能做参照物.
A.①③ B.②③ C.②④ D.①②
【答案】A
【解析】①液体的压强随深度的增加而增大.
②密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关.
③一切物体都有惯性.
④参照物的选择是任意的.
【巩固】
1.
【题干】对下列现象解释正确的是
A.铁块很难被压缩是因为分子间无间隙
B.飞机升空是因为飞机受到向上的浮力大于向下的重力
C.超声波可以用来清洗眼镜是因为超声波能传递信息
D.人潜入水面下越深,呼吸越困难是因为液体内部的压强随深度增加而增大 【答案】D
【解析】A、很难被压缩,重在体现的是难压缩,由此入手分析.
B、由于机翼上下两表面空气的流速不同,导致了空气对其上下两表面的压强不同,从而产生了不同的压力.这个压力差是使飞机升空的力.
C、超声波清洗眼镜,应该从能量的角度去分析.
D、根据液体压强的特点中液体压强与深度的关系即可解决此现象.
【拔高】
1.
【题干】下列说法中完全正确的一组是
①手机是利用超声波传递信息;②电视机的彩色画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成;③法拉第发现了电磁感应现象;④船闸是利用了连通器的原理来工作的;⑤在上升电梯中的乘客相对电梯是静止的.
A.①②③ B.①②③④ C.④⑤ D.③④⑤ 【答案】D
【解析】①掌握超声波和电磁波的特点和在生活中的应用即可.
②红、绿、蓝被称为光的三基色,红、黄、蓝被称为颜料的三原色,要区分开来. ③法拉第发现了电磁感应现象,属于识记性知识.
④根据连通器的定义进行判断.连通器在生活中有广泛的应用,船闸是最大的动态连通器.
⑤研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物.与参照物的位置没有发生变化的物体是相对静止的.
课后评价