鲁教版 (五四制)八年级下册第二节 液体压强学案设计
展开液体能够把它所受到的压强向各个方向传递。也就是说,液体内部某点向各个方向都有压强,且压强大小都相同。
液体压强可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”
液体内部压强大小:
1)同种液体:向各个方向都有压强;(2)同一深度处,压强一致;(3)深度越深,压强越大。
2)不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。
3)公式:p=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m³,压强p的单位是Pa。
4)由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。
深度是指点到液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。
2.连通器指上端开口,下部连通的容器。例如U型管就是一种典型的连通器。若向连通器内倒水,则当水停止流动时,连通器的液面会相平。因为水面到器底同一水平面上的深度相同,压强相同,液体便能保持静止状态。
连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式P=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时,各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜,则各容器中的液体即将开始流动,由液柱高的一端向液柱低的一端流动,直到各容器中的液面相平时,即停止流动而静止。如用橡皮管将两根玻璃管连通起来,容器内装同一种液体,将其中一根管固定,使另一根管升高、降低或倾斜,可看到两根管里的液面在静止时总保持相平。其原理在生产实践中有着广泛的应用,例如,水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器。
影响液体大小的因素
一 液体压强的概念
【典例一】(2020•株洲)竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出,水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )
A.A孔B.B孔C.C孔D.D孔
【典例二】(2020·广州)图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,下列选项中能正确反映图甲中容器底受到水的压强p和水温t关系的是( )
A B. C. D.
【典例三】(2020·十堰)如图所示,下列说法正确是( )
A. 甲图:大坝上窄下宽,是因为同种液体的压强随深度的增加而增大
B. 乙图:“蛟龙号”潜入水下的深度越大,所受浮力和压强越大
C. 丙图:水不流出来说明大气只有竖直向上的压强
D. 丁图:密度计在液体中所受浮力大于自身重力
【典例四】(2020·襄阳)在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 用吸管喝饮料B. 离心式抽水机
C. 船闸 D. 注射器
【典例五】(2020•眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )
A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大
B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大
C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大
D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小
【典例六】(2020•常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③B.只有①和④C.只有②和③D.只有③和④
二 液体压强的计算
【典例七】(2020•广西)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中,小球静止后,溢出酒精的质量是80g,小球在酒精中受到的浮力为 N;将其轻放入未装满水、底面积为100cm2的大烧杯乙中,静止后溢出水的质量是45g,水对容器底部的压强加了50Pa,则乙杯中水面升高 cm,小球的密度是 kg/m3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
【典例八】(2020•阜新)如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个 ,当壶中水深12cm时,A点受到水的压强是 Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水 (选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)
【典例九】(2020•西藏)由中国科学院沈阳自动化研究所研发的无人自主潜水器“海斗号”,最大潜深达10767m,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度记录,使我国成为继日、美两国之后,第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。当“海斗号”在水下10000m深度时,它受到的压强是 Pa。(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【典例十】(2020•毕节市)注射器针头做得很尖,其目的是 (填“增大”或“减小”)压强;蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,它受到海水的压强将 (填“变大”、“不变”或“变小”),潜入海面下6km深处受到海水的压强是 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。
【典例十一】(2020•宁夏)负压鱼缸是宁夏科技馆的一件展品,如图甲,其纵截面示意图如图乙所示,整个鱼缸只有投料口与大气相通,鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出,是因为受到 作用,水对鱼缸底部的压强p= (深度用图乙中的相关字母表示,水的密度用ρ水表示)。
【典例十二】(2020·眉山)如图所示,底面积为100cm2的长方形容器里盛满水,将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。将金属瓢取出,水面下降了5cm,再将金属瓢沉入水中,静止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)金属瓢的密度是多少kg/m3;
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化了多少;
(3)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力是多少。
三 影响液体压强的因素实验探究
【典例十三】(2020•烟台)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,发现U形管两侧液面不相平,如图甲所示,他应做的调节是 (选填“A”或“B”)。
A.取下软管重新安装
B.将右侧管中高出的液体倒出
(2)调整好压强计后,小明按图乙所示开始实验,实验记录的数据如表:
①比较序号1、2、3三组数据,探究的问题是什么?
②比较序号 三组数据,可以得出结论:同种液体中,深度越大,液体的压强越大。
③比较序号5、6两组数据,可得出的结论是什么?
(3)1648年,物理学家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶实验”,如图丙所示。实验中帕斯卡只用了几杯水就让装满水的木桶向四周裂开,这个实验现象能够验证液体压强的哪些特点?
【典例十四】(2020•咸宁)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ,因此拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 (选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 (多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= (用题中字母和ρ水表示)。
【典例十五】(2020•金华)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);
A.转换法 B.控制变量法 C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。
【典例十六】(2020•南京)小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器,探究液体内部压强与深度的关系,如图所示。
(1)图甲中金属盒在水中的深度为 cm。
(2)比较两图可知,液体内部压强随深度的增大而 。
(3)比较两图,小明认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。为研究此问题,小华在乙图中保持金属盒的位置不变,往容器内加水,当水面到容器底的距离L满足条件: ,对比甲图,可说明小明的观点是错误的。
探究课题:探究影响液体压强大小的因素
实验装置
实验方法
控制变量法,转换法
实验原理
根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小
探究过程
1.根据如图甲所示,按照组装U形管压强计
2.将水倒入烧杯,如图乙,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
3.如图乙、丙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
4.如图丙、丁,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
记录表格
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
向下
相同(5cm)
向前
相同(5cm)
向上
b
水
不同(3cm)
向下
不同(5cm)
不同(7cm)
向下
向下
c
水
相同(5cm)
向下
盐水
相同(5cm)
向下
实验结论
液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
①
水
5
朝上
4.9
②
水
5
朝下
4.9
③
水
5
朝侧面
4.9
④
水
10
朝侧面
9.7
⑤
水
15
朝侧面
14.6
⑥
盐水
15
朝侧面
16.7
物理八年级下册9.2 液体的压强导学案: 这是一份物理八年级下册<a href="/wl/tb_c77654_t4/?tag_id=42" target="_blank">9.2 液体的压强导学案</a>,共10页。
八年级下册7.2 弹力学案设计: 这是一份八年级下册<a href="/wl/tb_c77645_t4/?tag_id=42" target="_blank">7.2 弹力学案设计</a>,共3页。
初中物理人教版八年级下册9.1 压强学案及答案: 这是一份初中物理人教版八年级下册9.1 压强学案及答案,共3页。学案主要包含了液体压强的特点,液体压强的大小,连通器等内容,欢迎下载使用。