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初中物理人教版八年级下册9.2 液体的压强优秀备课教学ppt课件
展开深海7km意味着什么?有人说,设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背的压力相当于1500个人叠起来踩在你的脚上!海水的压力果真有这么大吗?
第九章 压强
第2节 液体的压强
经历探究液体压强的特点的实验过程,认识液体压强与液体深度和密度的关系,能准确陈述液体压强的特点。会利用液体压强的特点解释有关现象。
能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位,并能用压强公式进行简单计算。
我们知道,静止在桌面上的水杯,对支撑它的桌面有压力,因而对桌面会产生压强。
杯中的水对杯底有压力、塑料袋里的水对袋子周围也有压力,那么水对杯底、塑料袋的内壁也应该有压强,水产生的压强有什么特点呢?
当我们用塑料袋提水的时候,会看到水使塑料袋的四周都向外凸。
① 拦河坝为什么要修得上窄下宽?
③“蛟龙号”载人深潜器为什么只能下潜到某一深度?
这都与液体内部的压强有关,今天我们一起学习。
② 为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?
实验1:把橡皮膜扎在两端开口的玻璃管的一端,通过橡皮膜的形变(凸出)程度来研究液体内部压强。
结论①:液体内部有向下的压强.
橡皮膜向下凸出,表明受到了水一个向下的压强。
实验2:如图所示,在装有红墨水的饮料瓶的四周侧壁上钻几个小孔,会发现水从这些小孔中喷射出来,说明水对侧壁有压强。
结论②:液体对侧面有压强.
实验3:如图所示,选取一柱状容器,在容器口插入胶管(或玻璃管),分别在容器的上表面、侧面和底部钻孔。先用胶带封住这些小孔,再将水沿管注入容器中,让水面高出容器口一段高度,同时扯下胶带,观察水喷射的情况。
分析:水从底部流出,说明液体内部有向下的压强;水从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧面有压强;容器上表面有水向上喷出,说明液体内部也有向上的压强。
结论③:液体内部有向上的压强.
液体压强的大小可能与哪些因素有关?
2. 探究影响液体压强的因素
猜想1:潜水越深,需要的装备越坚固,液体压强的大小可能与深度有关。
猜想2:水越多,重力越大,液体压强的大小是否与液体的质量有关?
猜想3:液体压强的大小是否与液体内部的方向有关?………
U形管压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。
(a)构造:U形玻璃管(内有水柱)、塑料盒(表面扎有橡皮膜)、橡皮管等。
探头是一塑料盒,表面上扎有橡皮膜,其内部通过橡皮管与U形玻璃管的一端相连 。
(b)U形管压强计的使用
在U形玻璃管内盛有水柱(红色),用胶管将U形管一端与蒙上橡皮膜的金属盒(探头)相连,如图所示,这样就形成了一个U形管压强计。当橡皮膜受到外力作用(橡皮膜上受到压强)而凹陷时,U形管两侧液面会出现高度差,压强越大,高度差越大。
U形管两侧液面的高度差越大,就表示橡皮膜受到液体的压强越大。
视频讲解——《U形管压强计的使用》
②实验过程: (a)保持U形管压强计探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察并记录U形管液面的高度差。 (b)控制液体的种类不变(水)、探头在水中的方向不变,逐渐改变探头在水中的深度,观察并记录U形管液面的高度差。 (c)把压强计的探头放入盐水中,控制探头的深度不变、在盐水中的方向不变,观察并记录U形管液面的高度差。
操作①:保持U形管压强计探头在水中的深度不变;改变探头的方向,分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向,观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象:U形管液面的高度差Δh相等。
操作②:保持液体的种类不变(水)、探头在水中的方向不变(水平向下),逐渐改变探头在水中的深度,观察并记录U形管液面的高度差。
U形管液面高度差Δh1<Δh2<Δh3
水的深度h1<h2<h3
操作③:把压强计的探头分别放入水、酒精中,控制深度相同、探头所对某一方向不变,观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象Δh水> Δh酒精
①由操作①可得出:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。 ②由操作②可得出:同种液体,液体内部的压强随深度的增加而增大。③由操作③可得出:液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时,密度越大,液体内部的压强越大。
①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。②深度越深,压强越大。③液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同处,液体的密度越大,压强越大。
①探究中用到的方法:(a)转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。 (b)控制变量法:探究液体内部的压强与方向的关系;探究液体内部压强与深度的关系;探究液体内部压强与液体密度的关系。②U形管压强计只能比较压强的大小,不能测量压强的大小。
取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底,在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向两瓶中装入等质量的水,观察橡皮膜向外凸出的情况。可以看到,橡皮膜凸出的程度不同,细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
③探究液体的压强与液体质量的关系
结论:等质量的水对底部的压强不同,液体压强的大小与液体质量无关,而与液体深度有关,深度越大,压强越大。
视频欣赏——《探究液体内部的压强》
③“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米。
①输液时,要把药液提高一定高度。
以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。
3. 与液体压强有关的现象
④潜水员在不同的深度使用不同的潜水服
液体压强随深度的增加而增大,故深海潜水服比浅海潜水要更耐压,更厚重些。
【例题1】在“探究影响液体内部压强因素”活动中:①实验过程中通过U形管两侧液面的_______来比较液体内部压强的大小;②比较甲、乙两图,可得出的结论是:_________________;
①根据转换法,如图甲所示压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映压强大小。②甲、乙两图都是水,探头在水中的深度不同,探究液体压强与深度的关系:在同一液体中,深度越大,压强越大。
在同一液体中,深度越大,压强越大。
③在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究在同一深度,液体向____________的压强大小关系。实验表明,同种液体同一深度各处、各个方向压强大小__________;
③在图丙中,固定橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,说明探究的是在密度相同,深度相同时,液体中各个方向的压强大小关系,实验表明在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
④要探究液体压强与密度的关系,应选用________两个图进行对比。实验得到的结论是:_____________________;
④要探究液体压强与密度的关系,要控制深度相同,应选用乙、丙两个图进行对比,观察实验现象可得到结论:在同一深度,液体密度越大,压强越大。
在同一深度,液体密度越大,压强越大。
⑤实验后,小明自制了如图丁所示的装置继续探究。小明向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体。若A点和B点压强相等,则橡皮膜将_________(选填“向左凸”“变平”“向右凸”)。
⑤若A点和B点压强相等,因为液体的深度大于水的深度,由p=ρgh可得水的密度大于液体的密度;橡皮膜受到的压强为p水=ρ水g(hA-h)= ρ水ghA- ρ水gh)p液体=ρ液体g(hB-h)= ρ液体ghB- ρ水gh) 由于ρ水ghA=ρ液体ghB,ρ水gh>ρ液体gh 所以 p水 1. 研究方法——“理论推导法”
要想得到液面下某处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”S 。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。计算这段液柱对“平面”产生的压强,就能得到液面下深度为h处的压强。
“理论推导法”也是物理学中一种重要的研究方法。
F=G=mg=ρVg = ρgSh
因此,液面下深度为h处液体的压强为
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
2. 理论推导:液体压强的大小
h——表示液体的深度 ,单位为米 (m )
ρ——液体的密度,单位千克/米3(kg/m3)
g——常数,大小为9.8N/kg
3. 液体压强公式中的物理量及其单位
P——表示液体的压强,单位为帕(Pa)。
公式中的物理量单位全部使用国际单位。
4. 深度h:指液面到某点的竖直距离,而不是高度。
A点的深度为_____cm
①根据P=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
水平面上,有一暖壶和一大盆,都盛满水,哪个容器里水的重力大?哪个容器里的水产生的压强大?
5. 加深对P=ρgh的理解
大盆里水的重力大;暖壶里的水产生的压强大。
由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,大大提高了水的深度h,能对水桶产生很大的压强。这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
帕斯卡在1648年,曾经做了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的木桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只灌了几杯水,竟把桶压裂了,桶里的水从裂缝中流出来,你能解释这个现象吗?
视频观赏——《帕斯卡破桶实验》
【例题2】有人说,“设想你在7 km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力!”海水压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。
因为是估算,海水密度取 1.0×103 kg/m3 ,g取10 N/kg,
则7 km深处海水的压强为:
p=ρgh =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7×103 m =7×107 Pa.
一个成年人的质量约为60 kg,所受重力
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力
利用公式p=ρgh计算的时候,密度单位必须用kg/m3,深度的单位要用m。
h:表示深度,单位为米(m)
P:表示压强,单位为帕(Pa)
①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
②深度越深,压强越大。
③液体内部压强的大小还跟液体的密度有关, 在深度相同处,液体的密度越大,压强越大。
是探究液体内部压强的仪器。作用在橡皮膜上的压强越大,U形管两边液面的高度差也越大。
根据P=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、形状均无关。
视频总结——《液体的压强》
因为液体内部向各个方向都有压强,液体压强随深度的增加而增大,所以每次橡皮膜都向内凹,而且第二次凹进的更多。
1. 一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同。为什么每次橡皮膜都向内凹?哪一次凹进得更多?为什么?
根据p=ρgh,由于两个容器中所盛的液体密度相同,右边的容器中液体的深度大,所以右边容器底受到的压强大。
2. 图中的两个容器中盛有同种相同质量的液体,哪个容器底受到的压强大?
3. 如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。(2)若要检验“在深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论时,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。(2)若要检验“在深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论时,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
(1)在容器的左、右两部分装入不同深度的水,会看到橡皮膜凹向深度小的一侧。(2)在容器的左部分装入水,右部分装入相同深度的酒精,会看到橡皮膜凹向酒精的一侧。
4. 工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?三峡水电站妁水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大?
液体压强随深度的增加而增大,拦河坝随着深度的增加,受到水的压强也增大,在单位面积上受到的压力也随之增大。拦河坝设计成下宽上窄的形状,可以使它随着深度增加承受的压力也增大。
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×125m =1.3×106 Pa.
1.如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最大( )
深度h的含义:是指液体内部的点到自由液面的竖直距离,因为d点的深度最大,所以该点的压强最大。
A. a B.b C.c D.d
2. 如图所示,容器中盛有水,A点处压强pA=______Pa,B点处压强pB=________Pa,水对容器底的压强 p=________Pa。 (g取10 N/kg)
pA=ρghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05m=500Pa.
pB=ρghB=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15m=1500Pa.
p =ρghC=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2m=2000Pa.
3.如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水 (ρ盐水>ρ水),液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系是 ( )A. pa>pb>pc B.pc>pb>paC. pb>pa>pc D.pc>pa>pb
a、b是同种液体内的两点,因为hb>ha,所以pb>pa; b、c两点深度相同,因为 ρ盐水>ρ水,所以pc>pb
4. 在“探究液体的压强与哪些因素有关”实验时,使用了图(a)所示的装置,该装置叫做 ;若用手按压金属盒上的橡皮膜,U形管中液面将 (选填“相平”或“不相平”)。将金属盒分别放入盐水中的不同位置处,实验现象如图(b)、(c)和(d)所示,这说明:同种液体内部 。若探究液体内部压强与方向的关系,则要_________。
保持金属盒在盐水中深度相同,改变方向
5. 潜水艇深潜到104m的海底时,科学家们惊奇地发现一条长约30cm扁的深海鱼在海底游动。(海水密度取ρ=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)(1)求海水对这条鱼的压强。(2)这条鱼的形状为什么是扁的?若将这条鱼拿出水面后会怎样?
(1)p=ρgh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×104 m=1.0712×106 Pa.(2)在海水中深度越大,压强越大,因为受到的液体压强很大,所以鱼的形状是扁的.海底的压强大,与鱼体内的压强基本持平,把鱼拿出水面后,由于外界压强减小,但鱼体内压强不变,体内压强大于体外,所以鱼会胀破而死.
6. 装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,g取10 N/kg,则此时水对玻璃管底部的压强为( )A.800 Pa B.8000 PaC.1000 Pa D.10000 Pa
公式p=ρgh中的h是指被研究点与自由液面之间的竖直距离。玻璃管底部的深度为h=8cm=0.08m,压强为:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.08 m=800 Pa.
7. 在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。
①压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强的大小的。②比较图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大。③保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。④比较图乙和图丁,能初步得出液体内部的压强与液体的密度有关吗?
小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。
①压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强大小的。②比较图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大。
①压强计是通过U形管液面高度差来显示橡皮膜所受压强大小的;②研究液体内部的压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,橡皮膜方向相同,深度不同,故应比较图甲和图乙;
③保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。④由图乙和丁,________(“能”或“不能”)探究液体内部的压强与液体的密度是否有关.
③图乙、丙,液体种类、深度不变,金属盒方向改变,压强计液面高度差相等,故可得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。④图乙和丁中,液体的深度、橡皮膜的方向相同,密度不同。故能探究液体内部的压强与液体的密度是否有关。
在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的___________来表示。(2)为了使实验现象更明显,U形管中最好用________(选填“有色”或“无色“)液体。
8. 如图所示,用微小压强计探究液体压强的特点(ρ盐水>ρ水)。
初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.2 液体的压强精品备课教学ppt课件: 这是一份初中物理人教版八年级下册<a href="/wl/tb_c77654_t3/?tag_id=26" target="_blank">第九章 压强9.2 液体的压强精品备课教学ppt课件</a>,共55页。PPT课件主要包含了学习目标,导入新课,连通器,③连通器特点,③水平仪,⑤自动饮水器,①船闸的基本构造,②船闸的工作过程,③三峡船闸,阀门B等内容,欢迎下载使用。
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