初中物理沪科版八年级全册第二节 科学探究：液体的压强第2课时教案

第2课时 液体压强的应用

学习目标：

1、进一步巩固液体压强的特点及计算，会灵活应用压强的相关公式进行综合分析计算。

2、知道什么是连通器，能举例生活中的连通器和液压技术在生产、生活中的应用。

3、经历实验探究和用“假想液片”模型推导过程得出连通器原理,

4、能用连通器原理解释船闸的工作原理和一些简单的实际问题；

自主学习：（自学，不怕起点低，就怕不坚持！）

1、液体内部向    方向都有压强。液体内部的压强只与液体的       和       有关，强随液体深度的增加而     ；同种液体在同一深度，各个方向的压强都          。

2、液体压强的计算公式是P=         ，其中ρ表示         ，h表示为液体某处的深处，它是液体某处到自由液面的        距离。

3、二力平衡条件是         ，           ，             ，               。

导学过程：（多思考，勤实验）

例题分析：

如图所示的水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求：

(1)箱内顶部受到水的压强和压力；

(2)箱内底部受到水的压强和压力；

(3)水的重力；

(4)箱子对水平面的压力和压强． （g=10N/Kg）

闯关点拨

   在运用公式时要知道：公式p＝F/S是压强的定义式，同时适用于计算固体、液体、气体的压强．而公式p＝ρ g h只适用于计算静止液体产生的压强大小．所以在解答问题前应先分清楚是固体压强还是液体压强，是先求压力还是先求压强．在求解液体对容器的压强和压力问题时，先求       (用公式          )，再求        (用公式          )；求解容器对支持面的压力和压强时，先求          (用公式          )，再求               (用公式              )．

解：(1)  箱子顶部受到水的压强为：

p1=             =                           =                 

（h1为从水的自由面(即管顶)到箱内顶部的竖直距离，也就是管子的长度．）

箱顶的面积为：S=                   =               

箱顶的受力面积为：S 1=            =                =          

箱顶受到水的压力为：F 1=          =                      =            

（这里S1是箱内顶部整个面积减管子的面积．）

(2)  箱底所处的深度为：h2=              =                 

箱子底部受到水的压强：

p2=            =                            ＝              

（h2是指管子顶部到箱底的竖直距离．）

箱子的底面积为：S2=             =                 

箱子底部受到水的压力：F2=            =                    =         

(3)  箱子中水的体积为：V=             =                        =          

水的重力：G水＝             ＝                              ＝         

（V是箱内盛水的总体积，即管内水的体积和箱内水的体积之和.）

    （比较(2)、(3)结果可以看出，水对箱底的压力并不等于水的总重力．）

(4)       箱子对水平面的压力为：

F3＝                 ＝                         =              

箱子对水平面的压强为：p3＝         =                =            

【比较(2)、(4)结果可以看出，水对箱内底部的压强和箱对水平面的压强无关．】

二、连通器：

1、阅读课本P152观察图8-22回答：连通器是上端        、下部相        的容器。

练一练：下图所示的四个容器中是连通器的是（     ）

说明：连通器上端开口是指容器口与        连通；连通器可以由两个容器组成，也可以由     容器组成。

2、实验探究：连通器中液体的特点（连通器的原理）

实验过程：1、把两支注射针筒用胶管连接组成连通器，向管中注入水，调节两边针筒等高，观察水面不流动时两管内水面高度的情况；

2、保持一个筒静止，让另一个筒升高、下降或倾斜，观察水面不流动时两管内水面高度的情况；

现象：以上各种情况，当两筒中的水不流动时水面高度       。(相等或不相等)

实验结论：连通器中只装     液体       时，各容器中的液面          。

3、连通器液面相平的原理

由液体压强特点可知，液体压强只与       和       有关，如图所示，假想连通器下端中间有一“小液片”AB，液体不流动时，液片AB受到水对它向左的压力（F左）和水对它向右的压力（F右）的作用，而处于     状态。所以F左    F右，假设小液片AB的面积为S，由P=F/S可得P左S左=P右S右，由于S左=S右所以P左    P右，由液体压强公式P=ρg h 得ρ左g h左=ρ右g h右，当ρ左=ρ右时，则有h左     h右

结论：连通器原理：连通器内的同一种液体不流动时，各容器中的液面        。

二、连通器的应用：

1、说出课本图8-24、8-25生活中连通器的道理：例如茶壶的     和      构成连通器，根据             可知，如果壶嘴太    ，则倒不出水；如果壶嘴太    ，则装不满水。

2、阅读课本P153观察图8-27讨论交流:船闸是怎样工作的下游的船怎样驶到上游；第一步：阀门A打开，下游闸门、上游闸门、阀门B都    ，      和      构成连通器，根据             ，水从      流向      ，最后闸室水面和下游水面     。此时打开下游闸门，船驶入闸室。第二步：：阀门B打开，下游闸门、上游闸门、阀门A都    ，   闸室和    构成连通器，根据           ，水从     流向     ，最后闸室水面和上游水面     。此时打开上游闸门，船驶入上游。

练一练：

连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。下列事例中不是利用连通器原理的是(  ) 

A  茶壶     B洗手间下水道    C．牲畜自动饮水器     D．拦河坝

三、液压技术：

通过观察课本图8-28及相关内容发现在小活塞上作用一个较小的力，就能在大活塞上产生一个       力。

帕斯卡通过实验发现：加在       液体上的压强，能够大小    地被液体向各个方向传递，这个规律被称为           。人们根据这个原理发明了           。

分析：图 8-30的液压千斤顶原理图        相当于实验中的小针筒，     相当于实验中大针筒部分，液压千斤顶利用              制动的。

达标测评：

1、对于连通器原理下列说法正确的是（      ）

A、在连通器里，不管有几种液体，只要液体不流动，连通器各容器中的液面一定保持相平。

B、在连通器里如果只有一种液体，各容器中的液面在任何情况下总保持相平。

C、连通器里如果只有一种液体，在液体不流动的情况下，各容器中的液面总保持相平。      D、以上说法都不正确。

2、连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。图9—13 所示的事例中利用连通器原理的是(  )

A  ①②           B．③④        C．①③④          D．①②③④

3、甲、乙两个水池深度不同，两池之间 有一倾斜的涵洞将其连通，两池水平，如图所示。以下各说  法中正确的是(    )

A 涵洞P端比Q端高，涵洞中的水由P端流向Q端  

B．涵洞Q端液体压强大于P端液体压强，涵洞中的水不流动

C．涵洞Q端液体压强等于P端液体压强，涵洞中的水不流动

D．涵洞Q端液体压强大于P端液体压强，涵洞中的水从Q端流向P端

4、在一个重2 N，底面积为0.01 m的容器里装8N的水，容器中水的深度为0.05 m。，把它放在水平桌面上，如图所示（g=10N/kg）。求：

（1）水对容器底部的压强和压力；

（2）容器对桌面的压力和压强。

课堂小结：通过这节的学习我知道了：

压强计算题：

第一部分：基础题

1、  如图所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30 N，其底面积为

1 200 cm2 。鱼缸内装有0.2 m深的水，水的质量是27 kg。(g=10N/kg)请计算：(1)鱼缸内所装水的重力；(2)鱼缸底部受到的水的压强；(3)鱼缸对桌面产生的压强。

2、小明放学回家，看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯，于是他利用家中的皮尺测得水深12 cm，粗略测出玻璃杯的底面积为2×10-3 m2；又估测出水和杯子的总质量约为0.4 kg；并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。（g取10 N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3）

（1）水和杯子的总重力；（2）水对杯底的压强；（3）杯子对水平茶几的压强。

3、在一个重2N，底面积为0.01 m的容器里装8 N的水，容器中水的深度为0.05 m。，把它放在水平桌面上，如图所示（g= 10 N/kg）。求：

（1）水对容器底部的压强和压力；

（2）容器对桌面的压力和压强。

第二部分：提升题

4、  质量为2 kg、底面积为0.01 m2的容器放在水平地面上，容器内盛有质量为8kg的酒精(酒精的密度为0.8×103 kg/m3)。求：

（1）酒精的体积V酒精；

（2）液面下0.1 m处酒精产生的压强P酒精；

（3）容器对地面的压强P。

5、如图所示，置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为

2.0×10－3 m3，液体的深为0.5 m，若容器重为20 N、底面积为2.0×10－3 m2，容器底受到液体的压强为5.0×103 pa。求：

(1)液体的密度。

(2)距容器底高为0.2m处A点的液体压强。

(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。  (g取10N／kg)

（4）液体对容器底的压力

6、小明的妈妈买了一箱牛奶，放在地板上箱与地板的接触面积为0.025 m2，箱和牛奶总质量是5 kg，箱中牛奶每一小袋上都标有“净含量221 mL 227 g”字样  (g= 10N/kg) 试求：

（1）这种牛奶的密度是多少g/cm3

（2）这箱牛奶对地板的压强是多少？

第三部分：培优题

7、如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，其

上下底面积之比为4：1，此时水对容器底部的压力为F，

压强为P。当把容器倒置后放到水平桌面上，水对容器

底部的压力和压强分别为（     ）

A．F，P     B．4F，P    C．1/4F，P    D．F，4P

8、奥运场馆是指专为奥运会和残奥会提供比赛、训练和赛会组织接待等服务场所、设施。国家体育中心俗称“鸟巢”（如图14），是2008年奥运会的主场馆，也是开幕式和闭幕式的体育场馆（如图所示）。（g=10 N/kg）

（1）在“鸟巢”中使用了400 t的钢材，如果将这些钢材制成一个钢板，钢板厚度是100 mm，则这块钢板的面积为多少m2？这个钢板对地面产生的压强是多少？（设ρ=8.0×103 kg/m3）

（2）“鸟巢”中使用的Q460型钢材是我国自主研制的，它承受的压强可达4.6×106 Pa，相当于多少米高的水柱产生的压强？