資源簡介

8.2 科學(xué)探究：液體的壓強(qiáng)
素養(yǎng)目標(biāo)
1.體驗(yàn)液體壓強(qiáng)的存在,概述液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
2.經(jīng)歷用壓強(qiáng)計(jì)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活現(xiàn)象的習(xí)慣和科學(xué)探究能力。
3.靈活運(yùn)用液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和計(jì)算公式解釋一些現(xiàn)象,培養(yǎng)其運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
◎重點(diǎn):探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】
小小設(shè)計(jì)師
　　海洋學(xué)家約翰·墨累曾做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):把玻璃管的兩端都用白蠟封死,再用麻布包緊,然后把玻璃管裝進(jìn)一端開口的銅管里,水可以從銅管口進(jìn)去,接著把這根銅管沉到5000 m的深海里。當(dāng)他把銅管吊上來,倒出麻布包一看,不禁驚呆了:麻布里的玻璃管不見了,只剩下一堆雪花似的玻璃粉。玻璃為什么被海水壓成了粉末 液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān) 請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
重點(diǎn)梳理
知識點(diǎn)一 液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
1.產(chǎn)生原因:因?yàn)橐后w受 作用,所以液體對容器的底部有壓強(qiáng);因?yàn)橐后w具有 性,所以液體對容器的側(cè)壁有壓強(qiáng),液體內(nèi)部也有壓強(qiáng)。
2.壓強(qiáng)計(jì)
(1)用途:測量 的儀器。
(2)原理:用手指去按壓金屬盒的薄橡皮膜,U形管兩側(cè)的液面出現(xiàn) ,兩側(cè)液面的 表示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小,產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大,液面的 越大。
【參考答案】
知識點(diǎn)一
1.重力　流動(dòng)
2.(1)液體內(nèi)部壓強(qiáng)　(2)高度差　高度差　高度差
知識點(diǎn)二 液體壓強(qiáng)的大小
1.液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式: 。
2.液體對容器的壓力大小:F= ,其中F為 產(chǎn)生的壓力,p為液體壓強(qiáng),S為受力面積。
【參考答案】
知識點(diǎn)二
1.p=ρ液gh
2.pS　液體
知識點(diǎn)三 液體壓強(qiáng)的應(yīng)用
1.連通器
(1)定義:上端 、底部互相 的容器。
(2)工作原理: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 的。
(3)連通器中液面相平的條件:一是液體是靜止的,二是連通器中所裝的應(yīng)是 液體。
2.液壓機(jī)
(1)帕斯卡定律:加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠大小不變地被液體向 傳遞。
(2)工作原理:兩個(gè)活塞,與同一容器的液體相接觸。施加于小活塞的壓強(qiáng)被液體大小不變地傳遞給大活塞,大活塞便可以產(chǎn)生一個(gè)與其表面積成 的壓力。
對點(diǎn)自測
1下列器材或裝置中,不是利用連通器原理進(jìn)行工作的是 ( )
A.噴水槍 B.船閘
C.鍋爐水位計(jì) D.茶壺
2一臺液壓機(jī)小活塞與大活塞面積之比為1∶20,如果在小活塞上加15 N的力,則在大活塞上可以產(chǎn)生 N的力。
【參考答案】
知識點(diǎn)三
1.(1)開口　連通
(2)相平
(3)同一種
2.(1)各個(gè)方向　(2)正比
對點(diǎn)自測
1.A
2.300
【合作探究】
任務(wù)驅(qū)動(dòng)一 實(shí)驗(yàn)探究液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
1.提出問題:
2.作出猜想:液體內(nèi)部的壓強(qiáng)可能與 有關(guān)。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):用 測量水和鹽水這兩種不同液體內(nèi)部的壓強(qiáng),并進(jìn)行分析比較。
實(shí)驗(yàn)器材:大燒杯兩只、鹽水、水、壓強(qiáng)計(jì)、水槽等。
　　4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù):
　　(1)如圖所示,將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放入水中一定深度,記錄U形管兩液面的 ;
　　(2)保持壓強(qiáng)計(jì)金屬盒在水中的深度不變,改變橡皮膜的方向,重新記錄U形管兩液面的 ;
(3)改變壓強(qiáng)計(jì)金屬盒在水中的深度,重做上面的實(shí)驗(yàn);
(4)將水槽中的水換成鹽水,重做上面的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)記錄如下表。
金屬盒的深度 金屬盒 方向 壓強(qiáng)計(jì)U形管兩液面的高度差
(水中) Δh/cm (鹽水中) Δh'/cm
較淺處 上
下
左
右
金屬盒的深度 金屬盒 方向 壓強(qiáng)計(jì)U形管兩液面的高度差
(水中) Δh/cm (鹽水中) Δh'/cm
較深處 上
下
左
右
　　5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:液體內(nèi)部向 方向都有壓強(qiáng);同種液體在同一深度處,向 方向的壓強(qiáng) ;液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體的深度有關(guān),深度增加,壓強(qiáng) ;不同液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體的密度有關(guān),密度越大,壓強(qiáng) 。
注意:壓強(qiáng)計(jì)只能大致反映液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小,但不能準(zhǔn)確測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小。
6.交流與合作:
①液體壓強(qiáng)是怎樣產(chǎn)生的
②實(shí)驗(yàn)前,檢查發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)的液面不平,應(yīng)怎么辦
　　
③實(shí)驗(yàn)前,如何檢查壓強(qiáng)計(jì)是否漏氣
④實(shí)驗(yàn)中用到了哪些科學(xué)研究方法
　　
⑤液體的深度和高度是一回事嗎
　　
⑥通過前面的學(xué)習(xí),你知道玻璃是被誰壓成粉末的嗎
　　
【參考答案】
任務(wù)驅(qū)動(dòng)一
1.液體內(nèi)部壓強(qiáng)有什么特點(diǎn)
2.液體的深度和密度
3.壓強(qiáng)計(jì)
4.(1)高度差h
(2)高度差
5.各個(gè)　各個(gè)　相等　增大　越大
6.①答:由于液體受重力的作用,液體對容器底部有壓強(qiáng);由于液體具有流動(dòng)性,液體對容器的側(cè)壁有壓強(qiáng);由于液體內(nèi)部各相鄰部分之間相互擠壓,液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
②答:可取下橡皮管重新安裝。
③答:若用手指輕輕按壓橡皮膜,看U形管兩側(cè)液面的高度差是否靈敏變化,如果變化靈敏,說明不漏氣;如果沒有什么反應(yīng)或變化不明顯,說明有漏氣現(xiàn)象,就需要查出原因加以排除或更換壓強(qiáng)計(jì)。
④答:該實(shí)驗(yàn)中用到了控制變量法,即分別控制液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的兩個(gè)因素:液體的密度和液體的深度;用U形管兩側(cè)液面的高度差來顯示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小,采用了轉(zhuǎn)換法。
⑤答:深度和高度這兩個(gè)概念是有區(qū)別的,深度是指從液體的液面到液體內(nèi)部某個(gè)位置的豎直距離,即深度是由上往下量的。而高度是指液體中某一點(diǎn)到底部的豎直距離,即高度是由下往上量的。
⑥答:在5000 m深處,海水的壓強(qiáng)很大,把玻璃全壓成粉末了。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)二 液體壓強(qiáng)的相關(guān)計(jì)算
1.如圖,置于水平桌面上的容器裝有某種液體,液體的深度為0.25 m,底面積為2.0×10-3 m2,容器底受到液體的壓強(qiáng)為2.5×103 Pa。求:(g取10 N/kg)
(1)液體的密度;
(2)液體對容器底的壓力。
　　
　　2.我國“海斗一號”潛水器在馬里亞納海溝成功完成了首次萬米海試與試驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)。下潛過程中,當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)顯示潛水器受到海水的壓強(qiáng)為1.03×108 Pa 時(shí),求:(ρ海水=1.03×103 kg/ m3,g取10 N/kg)
(1)潛水器下潛的深度h;
(2)潛水器觀察窗0.02 m2面積上受到海水的壓力。
【參考答案】
任務(wù)驅(qū)動(dòng)二
1.解:(1)液體的深度為0.25 m,容器底受到液體的壓強(qiáng)為2.5×103 Pa,
由p=ρgh可得,液體的密度為:
ρ===1.0×103 kg/m3。
(2)液體對容器底的壓力為:
F=pS=2.5×103 Pa×2.0×10-3 m2=5 N。
2.解:(1)由p=ρgh得,潛水器下潛的深度:h===1.0×104 m;
(2)由p=得,潛水器觀察窗0.02 m2面積上受到海水的壓力F=pS=1.03×108 Pa×0.02 m2=2.06×106 N。

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