液体内部压强教案
一、学习目标:
1. 知道液体压强的产生,了解液体压强与固体压强的区别。
2. 理解液体内部压强的规律,学会使用压强计。
3. 会观察实验现象,能通过对实验的分析得出正确的结论。
4. 在理解液体内部压强的规律的基础上学会关于液体压强的计算,记住液体压强的计算公式,并能利用公式进行简单的计算。
5. 进一步体会控制变量法在实际问题中的应用。
二、重点、难点:
重点:通过实验探究,认识液体压强的特点;理解液体压强公式
难点:理解液体内部压强的规律及液体压强公式
常考题型:填空题、选择题、实验题、计算题,所占分值约为4~6分。
一、液体压强的特点
1. 液体压强产生的原因:液体受重力作用,并且液体具有流动性。
观察思考:
探究实验
实验结论
2. 液体压强的特点:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
(2)同一液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越大液体压强越大。
(4)不同液体的同一深度处,液体密度越大,液体压强越大。
二、液体压强的大小
1. 公式推导:
FGmgVgShggh SSSSS
2. 液体压强公式:pgh p
h:从自由液面到液体内部研究点的竖直距离。
3. 液体压强只跟液体的深度和液体的密度有关;公式中不包含面积S,表示液体的压强与所取的受力面积大小无关,与容器的形状、液体的质量、重力、体积均无关系。
知识点一:液体压强的特点
例1:如图所示:a图底部的橡皮膜向外凸起,说明的物理问题是____________________,b图侧壁的橡皮膜向外凸起,说明的物理问题是__________________________。
题意分析:本题从知识角度考查液体压强的特点,从能力角度考查对实验现象的观察、分析及实验结论的科学表述。
解题思路:a图底部的橡皮膜向外凸起,是容器中的液体由于受到重力作用而对容器底有向下作用的结果,说明液体对容器底有压强。b图侧壁的橡皮膜向外凸起,是容器中的液体由于具有流动性而对阻碍它散开的容器壁有向外作用的结果,说明液体对容器壁有压强。 解题后的思考:熟练掌握液体压强的特点。
例2:如图所示,小强同学用压强计研究“液体内部压强与深度的关系”。
A
(1)在实验中,小强把探头直接放到水杯底部,这时A处的橡皮管与玻璃管互相脱开,他观察到玻璃管中的液体液面 ;(选填“相平”、“不相平”)
(2)保持探头在水杯底部,他把橡皮管与玻璃管互相连接好,再缓慢提高探头(未离开液面),在此过程中观察到玻璃管中的液体液面差 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(3)小强同学从这个实验中得出液体内部压强与深度的关系是:同种液体中,深度加深,压强 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
题意分析:本题考查液体压强特点的应用、压强计的原理和使用。
解题思路:压强计U型管两侧都和大气相通故液面相平。探头在水内部时,探头受到水的压强,而此时U型管两侧液面相平,U型管两侧受到的压强差为零;随着探头的缓慢提高,探头所受水的压强减小, U型管两侧受到的压强差变大,U型管两侧液面差逐渐变大;此实验可以说明同种液体中,深度加深,压强变大。
解题后的思考:解题时切忌思维定势的影响,要审清题意,对基本知识掌握牢固,并会灵活应用,适当的时候要学会逆向思考问题。
知识点二:液体压强的大小
例1:如图所示的容器中盛满水,那么容器壁AB所受水的压强是( )
A. 0 B. ρ水gh1 C. ρ水gh 2 D. ρ水g (h1+h 2)
题意分析:本题是对液体压强公式的简单应用。
解题思路:将hAB=h1直接代入压强公式,p=ρ水gh1,故选B。不要将AB位置的深度错误理解为0,深度是指从自由液面到液体内部研究点的竖直距离。
解题后的思考:要理解液体压强公式中h的物理含义。
例2:轮船在水深10 m的河里航行。船底距河底6m,若船底破了一个4cm2的小洞,用塞子塞住洞口,水对塞子的压力为多大?(g=10N/kg)
题意分析:本题是对液体压强及压力的综合考查,属于公式的简单应用。
解题思路: h=10m-6m=4m
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×4 m=4×104Pa
F=pS=4×104Pa×4×10-4m2=16N
解题后的思考:要理解液体压强公式中h的物理含义,解题时注意单位换算。研究液体的压力时,先求压强,再求压力。
例3:如图所示,在两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a试管竖直放置,b试管倾斜放置,此时两试管内液面处于同一水平位置,则试管底受到液体的压强关系是( )
A. 压强一样大 B. a试管底压强大 C. b试管底压强大 D. 无法判断
题意分析:本题综合考查液体压强以及质量、密度、体积间的关系。
解题思路:本题可以采用“执果索因”的解题思路。要判断液体压强的关系,已经有h相同,只需找ρ液。已知h相同,a竖直,b倾斜,所以Vaρb。再根据p=ρgh,所以pa>pb。选B。
解题后的思考:解比较大小的问题时,也要注意用控制变量法,找到不变量,再根据物理公式判断另外两个量的大小关系,要熟练掌握公式才能解决此类问题。
例4:如图所示,置于桌面上的甲、乙两容器重力相等,底面积相等,注入等质量的同种液体,则液体对容器底部的压强p甲________ p乙,液体对容器底的压力F甲________ F乙;容器对桌面的压强p′甲________ p′乙,容器对桌面的压力F′甲_________ F′乙。(均选填“>”“<”“或”“=”)
题意分析:本题综合考查固体、液体的压力、压强。方法性很强。
解题思路:两容器底面积相等,甲的上部面积大,乙的上部面积小,装入质量相等的同种液体,即液体的密度和体积都相同,所以液体的深度不同,如图所示。研究液体对容器底的压强和压力,属于液体问题,先由ρ相等,h甲
研究容器对桌面的压强和压力,属于固体问题,先由F=G总= G容+ G液,容器和液体重都相等,所以F′甲=F′乙。又因为S相等,根据p=F/S,得出p′甲=p′乙。
解题后的思考:解题时要先建立物理情景。本题容易错解为液体压力等于液体重力。此类题解决的一般技巧是:液体产生压力和压强,一般先求压强 p=ρgh,后求压力F=pS;对于固体产生的压力和压强,一般先求压力F,后求压强p=F/S。只有当容器是柱形容器时,F=pS=ρghS,V柱=hS,液体对容器底部压力等于液体重力,可以先求液体压力后求压强。
本讲是一节概念课,要理解探究液体压强特点的实验过程及结论,从而理解液体压强的特点;要理解液体压强公式中各物理量的含义,特别是深度h。对于综合问题要理清思路,掌握解题技巧和方法。