液体压强 (2)

第 二 节 液 体 的 压 强 一 科 学 探 究 ： 液 体 的 压 强 思 考 ： 有 力 作 用 在 物 体 的 表 面 上 时 ，就 会 产 生 压 强 ， 那 么 液 体 对 容 器 底 部会 产 生 压 强 吗 ？ 为 什 么 水 坝 是 上 窄 下 宽 的 ？问 题 ： 我 们 在 电 视 或 电 影 上 经 常会 看 到 人 潜 入 海 中 去 观 看 美丽 的 海 底 世 界 ， 我 们 在 电 视上 看 到 海 水 下 面 各 种 新 奇 的景 色 的 同 时 ， 也 看 到 在 不 同深 度 的 潜 水 员 穿 着 不 同 的 潜水 服 ， 为 什 么 呢 ？问 题 ： 现 象 表 明 ：思 考 ： 液 体 对 容 器 壁 有 压 强 吗 ？ 液 体 对 容 器 底 部 和 侧 壁 有 压 强液 体 内 部 有 没 有 压 强 ？ 液 体 内 部 的 压 强 有 什 么 规 律 ？如 何 测 量 液 体 内 部 的 压 强 大 小 ？ 例 题 ： 已 知 甲 乙 计 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 强 和 压 力 。 甲 乙 理 论 推 导 ： ghSShgSVg SmgSGSFP hP g 液液 体 压 强 公 式 ： 实 验 ： 液 体 内 部 压 强 大 小 影 响 的 因 素猜 想 ： 液 体 内 部 的 压 强 只 和 液 体 的 深 度 和 液 体 的 密 度 有关 . 认 识 研 究 液 体 压强 的 仪 器U形 管 压 强 计 压 强 计 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 器压 强 计 右 表 是 某 同 学 研 究 液 体 压 强 的 部 分实 验 数 据 记 录 ： 比 较 第 2、 3、 4次 实 验 数 据 可 得 ： 比 较 第 1、 2、 5次 实 验 数 据 可 得 ： 比 较 第 5、 6次 实 验 数 据 可 得 ：液 体 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 。同 种 液 体 的 压 强 随 深 度 的 增 加而 增 大 。同 一 深 度 ， 密 度 大 的 液 体 产 生的 压 强 大 。 实 验次 数 所 用液 体 深 度（ cm） 方 向 U型 管液 面 高度 差（ 格 ）1 水 5 朝 下2 水 10 朝 下3 水 10 侧 面4 水 10 朝 上5 水 15 朝 下6 盐 水 15 朝 下 二 、 实 验 ： 探 究 影 响 液 体 内 部 压 强 大小 的 因 素 。 a)探 索 液 体 压 强 与 液 体 的 方 向 是 否 有 关 。结 论 ： 液 体 的 压 强 与 液 体 内 部 的方 向 无 关 ； b)探 索 液 体 压 强 与 深 度 有 否 关 系 的 实 验 。c)探 索 液 体 压 强 与 液 体 密 度 有 否 关 系 的 实 验 。结 论 ： 液 体 的 压 强 随 深 度 增 加而 增 大 ；结 论 ： 不 同 液 体 的 压 强 还 跟 密 度 有 关 。密 度 越 大 同 一 深 度 的 压 强 也 越 大 （ 1） 液 体 内 部 向 各 个 方 向 都 有 压 强 ， 压 强随 液 体 深 度 增 加 而 增 大 。（ 2） 同 种 液 体 在 同 一 深 度 的 各 处 ， 各 个 方向 的 压 强 相 等 。 （ 3） 不 同 液 体 ， 同 一 深 度 产 生 的 压 强 大 小与 液 体 的 密 度 有 关 ， 密 度 越 大 ， 液 体 压 强越 大 。2、 液 体 压 强 的 规 律 ： hP g液3、 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/m3 h 表 示 液 体 的 深 度 ， 单 位 ： m g=10N/Kg。 4、 液 体 的 深 度 ： 该 点 到自 由 液 面 的 竖 直 距 离 。单 位 ： m 例 1.如 图 ,容 器 里 面 装 有 水 ， h1 1m， h2 0.2m，h3 0.1m。 则 A和 B处 液 体 的 压 强 分 别 为 多 大 ？B 例 2、 一 潜 水 员 在 水 下 50m处 游 动 ， 他 距 海 底 20m，他 受 到 水 对 他 的 压 强 是 多 大 ？已 知 ： h=50m， 水 =1.0 103kg/m3,g=9.8N/kg求 ： P=？解 ： P=gh=1.0 103kg/m3 9.8N/kg 50m =4.9 105Pa答 ： 他 受 到 水 对 他 的 压 强 是 4.9 105Pa 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 。 关 于 压 强 公 式 hPSFP g液和 SFP hP g 液 计 算 固 体 对 固 体 的 压 强计 算 液 体 内 部 的 压 强注 意 ： 不 管 那 个 公 式 ， 单 位 都 要 换 算 成 国际 制 单 位 。 练 习 一1、 关 于 液 体 压 强 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ ）A、 液 体 的 压 强 是 由 于 液 体 受 重 力 而 产 生 的 ， 因 此 液 体 内部 的 压 强 方 向 总 是 向 下 的 B、 在 液 体 的 同 一 深 度 ， 液 体 向 下 的 压 强 比 向 上 的 压 强 大 一 些 C、 在 液 体 的 同 一 深 度 ， 不 同 液 体 的 压 强 一 般 不 同 D、 凡 是 和 液 体 接 触 的 物 体 或 物 体 表 面 都 受 到 液 体 的 压 强2、 如 图 ， 甲 乙 两 个 容 器 中 盛 有 同 种 液 体 ， 则 哪一 个 容 器 底 部 受 到 的 液 体 压 强 大 （ ）A、 甲 B、 乙 C、一 样 大 D、 无 法 判 断 CB 练 习 二1、 如 图 ， 两 管 中 盛 有 同 种 液 体 ， 这 两 个 试 管 底 部受 到 的 压 强 相 比 较 （ ）A、 甲 大 B、 乙 大 C、 一 样 大 D、 无 法 比 较 h甲 乙2、 上 题 中 若 甲 乙 两 管 中 盛 有 质 量 相 同 的 液 体 ， 则液 体 对 管 底 部 的 压 强 相 比 较 （ ）A、 甲 大 B、 乙 大 C、 一 样 大 D、 无 法 比 较 CA 某 小 组 同 学 用 U形 管 压 强 计 研 究 甲 、 乙 两 种 液 体 内部 的 压 强 规 律 ， 记 录 数 据 如 下 （ 甲 乙 ） ：实 验序 号 深 度（ cm） 高 度 差（ cm）1 10 62 20 113 30 13 实 验序 号 深 度（ cm） 高 度 差（ cm）4 10 75 20 136 30 18甲 乙（ 1） 比 较 1与 4； 2与 5； 3与 6的 实 验 序 号 ， 可 得出 : 。（ 2） 比 较 1、 2、 3的 实 验 序 号 ， 可 得出 : 。 如 图 装 有 质 量 相 等 的 不 同 液 体 ,并 且 液 面 相 平 ,则 两 杯 底 受 到 的 压 力 和 压 强 大 小 关 系 怎 样 ?容器 质 量 相 同 ， 那 么 容 器 对 桌 面 的 压 力 和 压 强 的大 小 关 系 ？ A B 首 页 典 型 例 题 （ 2） 下 一 页三 个 酒 杯 盛 满 同 种 酒 ， 酒 对 杯 底 的 压 强 关 系 是 ：A B C上 一 页 容 器 内 装 满 水 ， 在 它 的 侧 壁 的 不 同 深 度 开 三 个 小孔 ， 水 从 孔 中 射 出 。 试 判 断 图 10-5中 水 从 孔 中 喷 射正 确 的 画 法 A.甲 图 B.乙 图 C.丙 图 D.丁 图B 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 （ 1） 拦 河 水 坝 是 不 是 设 计 成 上 窄 下 宽 的 形 状 ？ 为 什 么 ？ （ 2） 一 个 盛 水 的 试 管 由 竖 直 方 向 逐 渐 倾 斜 ， 在 水 未 从试 管 流 出 前 ， 水 对 管 底 的 压 强 将 （ ） A、 逐 渐 变 大 B、 逐 渐 减 小 C、 不 发 生 变 化 D、 先 变 大 后 变 小因 为 液 体 的 压 强 随 深 度 的 增 加 而 增 大 ,所 以 越 往下 越 要 做 得 厚 实 一 点 .分 析 ： 试 管 逐 渐 倾 斜 的 过 程 中 ， 试 管 中 的 水 不 会 减 少 ，但 液 面 会 变 化 ， 试 管 底 部 P点 与 液 体 自 由 表 面 的 高 度 差逐 渐 减 小 ， h下 降 ， P点 压 强 逐 渐 减 小 。 答 案 ： B课 堂 练 习 : 1 2 32.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 G3F1 F2 F3P1 P2 P3P1= P2 =P3F1=F2 =F36.液 体 对 容 器 底 部 的 压 力 与 液 体 的重 力 大 小 关 系 F1G3 (3)如 图 所 示 三 个 底 面 积 相 等 的 容 器 ， 倒 入 质量 相 等 的 煤 油 后 ， 则 各 容 器 内 液 体 的 情 形如 图 ， 则 容 器 内 底 面 所 受 到 的 压 强 ：（ ） A 甲 最 大 B 乙 最 大 C 丙 最 大 D 一 样 大C 将 盛 有 水 的 圆 台 形 容 器 由 A图 倒 置 成 B图 的 情形 后 ,容 器 底 部 所 受 的 压 力 、 压 强 关 系 怎 样 ？BA 将 质 量 相 等 的 水 、 煤 油 、 水 银 分 别 装 入 底 面 积 相同 的 不 同 容 器 中 ， 且 容 器 放 在 水 平 桌 面 上 ， 如 图 所 示 ，试 比 较 三 容 器 底 部 受 到 液 体 压 强 的 大 小 关 系 。 A. P水 P煤 油 P水 银 B. P水 银 P 水 P煤 油 C. P水 P水 银 P煤 油 D. 无 法 判 断 比 较 下 面 三 个 底 面 积 相 等 的 容 器 中 水 对容 器 底 部 的 压 强 P 的 大 小 关 系 以 及 容 器对 桌 面 的 压 力 F 的 大 小 关 系 （ 不 计 容器 自 重 ， 三 个 容 器 中 的 水 面 相 平 ）A B CPA=PB=PC， A B C， 1 复 习 提 问 （ 1） 简 述 液 体 压 强 的 规 律 。 （ 2） 写 出 计 算 液 体 压 强 的 公 式 。 你 观 察 过 吗 ？ 壶 嘴 与 壶 口 哪 个高 ？ 壶 嘴 和 壶 体 中 的 水 位 如 何 ? 定 义 ： 上 端 开 口 、 下 部 相 连 通 的 容 器 叫 连 通 器 。 特 点 ： 当 连 通 器 中 的 水 不 流 动 时 ， 各 个 液 面 在 同 一 水 平 面 上 连 通 器 是 由 顶 部 开 口 、底 部 相 通 的 几 个 容 器 组成 的 。 用 手 堵 住 连 通 器 的 一 个 容 器 口 ， 向 另 外 容 器 中 里 倒水 。 水 静 止 时 ， 各 容 器 中 水 面 并 不 相 平 。几 个 容 器 的 底 部 虽 然 相 通 ， 也 不 能 叫 连 通 器 只 有当 移 开 手 指 ， 水 静 止 时 ， 各 容 器 中 水 面 才 能 相 平 在 连 通 器 中 ， 设 想 在 容 器 连通 的 部 分 有 一 “ 液 片 AB”。当 容 器 内 的 液 体 静 止 时 ， 这 个“ 液 片 ” 也 是 静 止 的 。 说 明 “ 液片 两 个 侧 面 受 到 的 压 力 ，压 强 也 。根 据 液 体 的 压 强 公 式 ， 你 能 否 说 明 左 右 两 管 中液 体 的 液 面 高 度 必 定 相 同 ？为 什 么 连 通 器 内 的 液 面 总 是相 平 的 ？ 大 小 相 等大 小 相 等 必 须 是 同 种 液 体 连 通 器 的 应 用 连 通 器 的 应 用 某 村 计 划 修 建 一 条 水 渠 ， 水 渠 必 须 高 出 地 面 1米 ，才 能 把 水 送 到 远 处 的 一 块 地 势 比 较 高 的 田 地 里 ，可 是 这 条 水 渠 又 必 须 横 穿 一 条 公 路 。 请 你 帮 助想 个 办 法 ， 怎 样 才 能 使 水 既 能 穿 过 公 路 ， 又 不影 响 交 通 呢 ？ 过 路 涵 洞 自 动 喂 水 器锅 炉 水 位 计 连 通 器 的 应 用 连 通 器 的 应 用 茶 壶 锅 炉 水 位 计过 路 涵 洞 喷 泉 例 如 图 ， 自 来 水 龙 头 距 地 面 高 度 为 1米 ， 测 得水 龙 头 处 水 的 压 强 为 1.96 105帕 。 求 :水 塔 里 的 水 面 距 该 处 地 面 的 高 度 是 多 少 米 ？ 分 析 ： 自 来 水 龙 头 处 水 的 深 度 h不 是 1米 ， 而 是 从水 塔 内 水 面 到 龙 头 的 竖 直 距 离 ， 即 ： h=H-h0可 应 用 液 体 压 强 公 式 求 出 h 水 塔 里 水 面 距 地 面 的 高 度 为 H=h+h0解 ： H=h+h0 二 、 液 体 压 强 的 传 递1、 密 闭 的 液 体 ， 其 传 递 压 强 有 一 个 重 要的 特 点 ， 即 加 在 密 闭 液 体 上 的 压 强 ， 能 够大 小 不 变 地 被 液 体 向 各 个 方 向 传 递 ， 这 个规 律 被 称 为 帕 斯 卡 原 理 。2、 帕 斯 卡 原 理 是 许 多 液 压 系 统 和 液 压 机工 作 的 基 础 。3、 因 为 P1=P2既 ：F 1/S1=F2/S2， 可 得F1/F2=S1/S2 例 、 如 图 ， 活 塞 B能 举 起 多 重 的 物 体 ？已 知 ： S A=0.01m2 SB=0.2m2 FA=10N求 ： G=？ 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 。 练 习1、 下 列 应 用 不 属 于 连 通 器 的 是 （ ）A、 锅 炉 水 位 计 B、 茶 壶 C、 喷 雾 器 D、 喷 泉2、 一 台 液 压 机 ， 小 活 塞 面 积 为 20cm2， 大 活 塞 面积 为 1m2， 要 在 大 活 塞 上 产 生 2 104N的 压 力 ， 需要 在 小 活 塞 上 施 加 N的 力 。3、 同 学 们 注 意 观 察 过 家 庭 厨 房 的 水 池 吗 ？ 水 池 下 面 的排 水 管 道 做 什 么 形 状 的 ？ 它 做 成 这 样 形 状 可 以 起 到 堵 臭作 用 ， 知 识 什 么 原 因 ？ 请 试 着 用 学 过 的 知 识 解 释 。C40答 ： 排 水 管 道 做 成 弯 曲 的 ， 形 成 一 个 连 通器 ， 当 水 不 流 动 时 管 中 的 水 面 保 持 相 平 ，将 池 子 与 排 水 管 隔 开 起 到 堵 臭 的 作 用 。