八年級物理液體的壓強上海科技版知識精講

初二物理初二物理液體的壓強液體的壓強上海科技版上海科技版 本講教育信息本講教育信息 一 教學內(nèi)容 一 教學內(nèi)容 液體的壓強 二 考點點撥 二 考點點撥 1 鞏固液體內(nèi)部壓強的規(guī)律知識 2 在理解液體內(nèi)部壓強的規(guī)律的基礎上學會對液體壓強的計算 記住液體壓強的公式 并能利用公式進行簡單的計算 3 知道液體壓強的應用 常見的連通器 4 了解帕斯卡原理和液壓機的工作過程 三 跨越障礙 三 跨越障礙 1 液體內(nèi)部壓強的特點 取一個塑料瓶將其中裝滿水 此時如果在塑料瓶的底部用針扎一個孔 此時會發(fā)現(xiàn)水 可以從底部流出 這是因為孔要受到孔上方水的壓力從而產(chǎn)生一個向下的壓強 當在塑料瓶的其他地方扎孔時 仍然可以看見有水可以從所扎的孔中都流出 其他的 孔流出水的現(xiàn)象說明每個孔所在處都受到水的壓力 從而產(chǎn)生壓強 所以從上例中我們可以發(fā)現(xiàn)液體向各個方向都存在壓強 此時也可以用 U 形管壓強計進行驗證 將壓強計的金屬盒放入水中 此時改變金屬盒在水中的方向可以看到 U 形管兩邊的液 面存在高度差 高度差越大 說明壓強越大 2 液體的壓強大小和哪些因素有關(guān) 將壓強計的金屬盒放入液體水中 保持壓強計金屬盒所在的深度不變 如保持在水面下 2 cm 處 使金屬盒的橡皮膜分別向上 向下 向任何側(cè)面 如圖 分別記下 U 形管兩邊的液面位置 并求出液面高度差 此時會發(fā)現(xiàn)當深度相同時 液面的高度差相同 此試驗說明液體的壓強和深度無關(guān) 當深度相同時 液體向各個方向的壓強相等 改變金屬盒的深度 例如先移至 4 cm 深處 然后移至 6 cm 深處 可以發(fā)現(xiàn)壓強計的 液面高度差變大 所以試驗可以說明液體內(nèi)部的壓強和液體的深度有關(guān) 當深度越深時液體內(nèi)部的壓強 越大 如果我們換用其它液體 如鹽水 重做上面的實驗 我們發(fā)現(xiàn)在同一深度淡水的壓強 比鹽水的壓強小 也就是在同一深度 液體的密度越大 壓強也越大 通過以上試驗我們可以總結(jié)出液體內(nèi)部的壓強特點 液體內(nèi)部向各個方向都有壓強 壓強隨液體深度的增加而增大 同種液體在同一深度 的各處 各個方向的壓強大小相等 不同的液體 在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān) 密度越大 液體的壓強 越大 例 1 將一未裝滿水的試管傾斜放置后 水對試管底部的壓強將 A 變大 B 變小 C 不變 D 無法判斷 點撥 點撥 當將試管傾斜時 此時水的高度要降低 所以根據(jù)液體內(nèi)部壓強的特點可知 此時水對試管底部的壓強要減小 答案 答案 B 例 2 一密封的圓臺形容器 上面小下面大 內(nèi)裝一定質(zhì)量的水 若把它倒置 則水對 容器底的作用情況是 點撥 點撥 當?shù)沽⒎胖脮r 因為容器上面小 下面大 所以此時液面的高度要升高 導致 液體對容器底部的壓強變大 答案 答案 壓強變大 3 液體壓強的計算 由于液體內(nèi)部向各個方向都有壓強 并且深度相同時 液體向各個方向的壓強相等 那么現(xiàn)在我們研究液體內(nèi)部向下的壓強 我們知道液體內(nèi)部向下壓強的產(chǎn)生是由于液體受到重力作用而產(chǎn)生的 所以我們?nèi)∫粋€圓柱形的容器 里面裝有一定量的水 如圖 此時的第一條線表明液面 圓柱形的底面積為 S 我們求解距液面高度為 h 的位置的水的壓強 水中的質(zhì)量為 m ShV 所以壓力 F mg shg 根據(jù) P gh S Shg S mg S F 公式說明 液體的壓強和液體的密度以及深度有關(guān) 對同種液體 p 與深度 h 成正比 h 增大 P 增大 對不同液體 深度一定時 P 與液 體密度 成正比 大的 P 大 在計算的過程中需要注意單位的統(tǒng)一 即 用千克 米 3 h 用米 g 的單位是牛 千克 計算出的壓強單位是帕斯卡 同時要理解公式中的 h 是深度 即液體內(nèi)某處到液面 的距離 而不是該處到底部的距離 例 3 杯子中裝有 120g 水 水深 10cm 當杯子底面積為 10cm2時 杯子底受到的壓強 為多少 杯子底受到壓力為多少 g 10N kg 解 解 P 液gh深 水gh深 1 0 103kg m3 10N kg 0 1m 1000Pa F PS 1000Pa 10 10 4m2 1N 例 4 已知甲乙兩個煤油柱 甲底面積為 1cm2 高為 20cm 乙底面積為 9cm2 高為 20cm 計算兩煤油柱對底面產(chǎn)生的壓力和壓強 解 解 P甲 煤油gh甲 P甲 800 m3 10N kg 0 2m 1600Pa 因為 h乙 h甲 所以 P乙 P甲 1600Pa F甲 P甲S甲 1600Pa 0 0001m2 0 16N F乙 P乙S乙 1600Pa 0 0009m2 1 44N 4 液體壓強的應用 連通器 連通器的特點 靜止在連通器內(nèi)的同一種液體 各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在同一高度 如圖 連通器在生活中的應用比較廣泛 水壺 船閘 為什么液面靜止之后液面總是等高 如圖所示 為一個連通器 我們假設水平部分存在一個液片 因為液體內(nèi)部存在壓強 壓強的大小和深度有關(guān) 此時我們發(fā)現(xiàn)左端的液面高 此時左端的液體對液片的壓強要大 于 右端液體對液片的壓強 所以此時的液片會向右運動 當兩端的高度相同時 液體將不再運動 所以連通器的 液面總是等高的 例 5 如圖 在 U 形管中間放一薄塑料片 在左右兩邊同時分別加入等體積的水和食鹽 水 塑料片將 A 靜止不動 B 向左邊移動 C 向右邊移動 點撥 點撥 兩邊加入等體積的水和食鹽水后 由于食鹽水的密度大于水的密度 所以在同 一深度塑料片右邊受到的壓強較大 答案 答案 B 5 帕斯卡原理及其應用 液壓機是由兩個大小不同的液缸組成的 兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞 如果 在小活塞上加一定值的壓力 根據(jù)帕斯卡定律 小活塞將這一壓力通過液體的壓強傳遞給 大活塞 將大活塞頂上去 設小活塞的橫截面積是 S1 加在小活塞上的向下的壓力是 F1 于是 小活塞對液體的壓強為p F S 1 1 根據(jù)帕斯卡定理 加在密閉液體任一部分的壓強能 夠大小不變地被液體向各個方向傳遞 大活塞所受到的壓強必然也等于 p 若大活塞的橫 截面積是 S2 壓強 p 在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓力為 如把代入 F2中 22 pSF 1 1 S F p 得或?qū)懗?式中的左邊 2 1 1 2 S S F F 1 2 1 2 S S F F F F S S 2 1 2 1 表示大活塞上的壓力是小活塞上壓力的倍數(shù) 右邊的表示大活塞的橫截右邊的表示大活塞的橫截面積是小 1 2 S S 活塞橫截面積的倍數(shù) 例 6 此圖是一根 U 型管 左管細 右管粗 但上下粗細均勻 內(nèi)部有一定量的水 當 右管內(nèi)放入一個薄形無摩擦的密閉活塞后 靜止時 兩管尺寸如圖所示 單位是 cm 已知 左管截面積是 10cm2 右管截面積是 40cm2 求 1 活塞的質(zhì)量 2 右管最多還能在活塞上加多少力而不使水從左管溢出 點撥 點撥 因左管水面高于右管 5cm 因此活塞下側(cè)面受到水向上的壓強 根據(jù)二力平衡 條件 活塞重力應等于水對活塞向上的壓力 當活塞上加壓力時 左管水面要升高 由于水的體積不可壓縮 而左管水面最多上升 20cm 因此右管活塞隨水而最多下降 5cm 此時兩管水面高度差是 30cm 解 解 1 由 F pS 水gh水S右 Gp mpg 得 水水右 水水右 m gh S g h S P 1 0 103kg m3 0 05m 4 10 3m2 0 2kg 2 F pS右 水g h水 S右 1 0 103kg m3 9 8N kg 0 3m 4 10 3m2 11 76N 模擬試題模擬試題 答題時間 45 分鐘 一 選擇題 1 關(guān)于液體壓強 下面說法中正確的是 A 液體壓強是由液體重力產(chǎn)生的 所以液體越重 產(chǎn)生的壓強越大 B 因為 P F S 所以液體壓強與容器底面積大小有關(guān) C 由于重力的方向總是豎直向下的 因而液體內(nèi)部只有向下的壓強 D 液體壓強只與液體的密度和深度有關(guān) 2 一個密封的啤酒瓶內(nèi)裝有一定質(zhì)量的水 若把它倒置 則水對啤酒瓶口的作用 情況是 A 壓力增大 B 壓強增大C 壓強不變 D 壓力不變 3 相同高度的水柱 水銀柱 酒精柱產(chǎn)生的壓強和容器底面受到的壓力 下列說法中正 確的是 A 壓強 壓力都相同 B 壓強相同 壓力不同 C 壓強不同 壓力不同 D 壓強 壓力都可能不同 二 填空題 4 液體內(nèi)部壓強的特點是 1 液體內(nèi)部向 都有壓強 2 壓強隨深度增加而 3 在同一深度 液體向各個方向的壓強 5 在水面上 10cm 深處 向上 向下 向左 向右的壓強都是 Pa 6 液體壓強計算公式 P gh 單位用 h 表示 單位用 計算出的壓強單位才是帕 1 帕 牛 米 2 7 如果連通器里裝同種液體 且當液體 時 各容器中液面總保持相平 這便是 道理 8 某潛水艇可承受 9 8 107Pa 的海水壓強 那么潛水艇在海中能下潛的最大深度是 m 海水的密度為 1 03 103千克 米 3 三 分析與思考 9 自來水龍頭距地面高 2m 測得水龍頭中水的壓強是 3 136 105Pa 則水塔距地面的 高度是多少米 10 已知一湖深 30m 潛水員在水下某處測得湖水壓強為 9 8 104Pa 求潛水員還需潛 入多深才能到湖底 四 試驗探究題 11 小明同學用 U 形管壓強計研究甲 乙兩種液體內(nèi)部的壓強規(guī)律 記錄實驗數(shù)據(jù)如下 表所示 液體甲的密度小于液體乙的密度 液體甲液體乙 實驗 序號 金屬盒 深度 U 形管兩側(cè) 液面高度差 實驗 序號 金屬盒 深度 U 形管兩側(cè) 液面高度差 11064107 2201152013 3301563018 1 分析比較實驗序號 1 2 3 或 4 5 與 6 的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件 可得出的初步結(jié) 論是 2 分析比較實驗序號 的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件 可得出的初步結(jié)論是 在 相同的深度處 液體的密度越大 液體的壓強也越大 生活拓展生活拓展 水能在我國的資源非常豐富 利用水能來發(fā)電必須建水電站 工程師