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(共27張PPT)
第八章 壓強(qiáng)與浮力
第2節(jié) 液體內(nèi)部的壓強(qiáng)
新知導(dǎo)入
帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)
法國(guó)物理學(xué)家帕斯卡在1648年表演了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長(zhǎng)的管子，從樓房的陽(yáng)臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只用了幾杯水，就把木桶撐破了，桶里的水就從裂縫中流了出來(lái)。
為什么帕斯卡只用幾杯水就能把木桶撐破了呢？
1.了解液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
3.掌握液體壓強(qiáng)公式，并會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算。
模擬帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)
思考：液體的壓強(qiáng)到底有多大呢？
視頻演示
結(jié)論1：液體對(duì)容器底部有壓強(qiáng)。
原因：液體受到重力作用
沒(méi)有水時(shí)，
橡皮膜平坦
當(dāng)?shù)谷胨畷r(shí)，
橡皮膜向下凸出
實(shí)驗(yàn)1
新知學(xué)習(xí)
液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因
一
實(shí)驗(yàn)2
結(jié)論2：液體對(duì)容器的側(cè)壁有壓強(qiáng)
原因：液體具有流動(dòng)性
沒(méi)有水時(shí)，
橡皮膜平坦。
當(dāng)?shù)谷胨畷r(shí)，
橡皮膜凸出。
由上述實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知，
液體對(duì)容器底部和容器壁都會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。
那么液體內(nèi)部有沒(méi)有壓強(qiáng)？
液體的壓強(qiáng)大小又跟什么因素有關(guān)？
思考
【實(shí)驗(yàn)】探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)
提出問(wèn)題：
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與什么因素有關(guān)呢？
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與深度有關(guān)。
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與密度有關(guān)。
猜想：
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與液體內(nèi)部方向有關(guān)。
……
液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
二
（1）運(yùn)用控制變量法，研究其中一個(gè)因素對(duì)液體壓強(qiáng)大小的影響時(shí)，控制其他可能影響因素不變；
（2）運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，通過(guò)壓強(qiáng)計(jì)中U形管兩邊液面的高度差來(lái)顯示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小。
壓強(qiáng)計(jì)、水杯、水、濃鹽水
實(shí)驗(yàn)方法：
實(shí)驗(yàn)器材：
【壓強(qiáng)計(jì)工作的原理】
如果液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)，放在液體里金屬盒上的橡皮膜就會(huì)變形，U形管的兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生高度差。
簡(jiǎn)易U形壓強(qiáng)計(jì)
橡皮管
橡皮膜
U形管
探頭
實(shí)驗(yàn)2：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與深度的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)1：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與方向的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)3：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與液體密度的關(guān)系。
控制液體密度和方向不變，改變深度
控制深度和液體密度不變，改變方向
控制深度和方向不變，改變液體密度
實(shí)驗(yàn)1：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與方向的關(guān)系。
結(jié)論1：同種液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
現(xiàn)象1：U形管兩邊液面的高度差不變。
實(shí)驗(yàn)2：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與深度的關(guān)系。
現(xiàn)象2：U形管兩邊液面的高度差變大。
結(jié)論2：同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)，深度越深，壓強(qiáng)越大。
實(shí)驗(yàn)3：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與液體密度的關(guān)系。
現(xiàn)象3：U形管兩邊液面的高度差變大。
結(jié)論3：深度相同時(shí)，液體密度越大，液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
清水
濃鹽水
1.液體內(nèi)部各個(gè)方向都存在壓強(qiáng)。同種液體，同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
2.同種液體，深度越深，壓強(qiáng)越大。
3.液體內(nèi)部壓強(qiáng)跟液體的密度有關(guān)，同一深度，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
1. 研究方法——“理論推導(dǎo)法”
h
S
h
要想得到液面下某處的壓強(qiáng)，可以設(shè)想這里有一個(gè)水平放置的“平面”S 。這個(gè)平面以上的液柱對(duì)平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
計(jì)算這段液柱對(duì)“平面”產(chǎn)生的壓強(qiáng)，就能得到液面下深度為h處的壓強(qiáng)。
液體壓強(qiáng)的計(jì)算
三
這個(gè)液柱體的體積：V=Sh
這個(gè)液柱的質(zhì)量： m=ρV=ρSh
這個(gè)液柱對(duì)平面的壓力：F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的壓強(qiáng)： p=F/S
=ρgSh/S=ρgh
因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為
S
h
2.推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式
設(shè)想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。
p=ρgh
3.進(jìn)一步理解液體壓強(qiáng)公式：p=ρgh
（1）壓強(qiáng)公式中的物理量及其單位
ρ 表示液體的密度，單位為千克/米3（kg/m3）
h 表示液體的深度 ，單位為米 (m）
g 為常數(shù)，大小為9.8N/kg
p 表示液體在深度為h處的壓強(qiáng)，單位為帕（Pa）。
公式中的物理量單位全部使用國(guó)際單位。
（2）深度h
指液面到某點(diǎn)的豎直距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為50cm，A點(diǎn)的深度為30cm。
20cm
50cm
A
A點(diǎn)的深度為_(kāi)____cm
30
深度h
A
深度h
（3）影響液體壓強(qiáng)大小的因素
根據(jù)p=ρgh可知：液體內(nèi)部壓強(qiáng)只跟液體密度和深度有關(guān)；與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無(wú)關(guān)。
例：水平面上，有一暖壺和一大盆，都盛滿水，哪個(gè)容器里水的重力大？哪個(gè)容器里的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大？
大盆里水的重力大；暖壺里的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大。
【例題】有人說(shuō)，“設(shè)想你在7 km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于1500個(gè)人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請(qǐng)通過(guò)估算加以說(shuō)明。
解析見(jiàn)下頁(yè)
用液體壓強(qiáng)公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算
因?yàn)槭枪浪悖Ｋ芏热?.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，
則7 km深處海水的壓強(qiáng)為：
p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7×103 m＝7×107 Pa
腳背的面積近似取 S= 10cm×13cm= 130cm2= 1.3×10-2m2
腳背受的壓力F=ps=7×107 Pa×1.3×10-2m2=9.1×105 N
一個(gè)成年人的質(zhì)量約為60 kg，所受重力
G=mg=60 kg×10 N/kg=600N
假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于n個(gè)成年人所受重力
n= 9.1×105 N/600N =1500（個(gè)）
估算結(jié)果表明，在深7 km的海底，水對(duì)腳背的壓力確實(shí)相當(dāng)于 1500個(gè)人的重力。
【解析】
液體的壓強(qiáng)
液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
液體壓強(qiáng)
產(chǎn)生的原因
①受到重力作用
②具有流動(dòng)性
②深度越深，壓強(qiáng)越大
③在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大
①在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等
課堂總結(jié)
液體壓強(qiáng)的計(jì)算
液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式：
與液體的密度與深度有關(guān)，而與液體的質(zhì)量、體積等無(wú)關(guān)
p =ρgh
1.如下圖，裝有水的塑料袋底部發(fā)生了形變，這是因?yàn)樗艿絖____力的作用，從而對(duì)塑料袋底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；若用手?jǐn)D壓袋子的側(cè)壁，放手后塑料袋恢復(fù)原狀，這是因?yàn)橐后w具有_______性，所以對(duì)塑料袋側(cè)壁也產(chǎn)生了壓強(qiáng)。在水中不同位置的A、B兩點(diǎn)，受到水的壓強(qiáng)較大的是點(diǎn)_____處。
重
流動(dòng)
A
課堂練習(xí)
2.如圖所示，平靜的湖中，下列哪處水的壓強(qiáng)最大（ ）
A.ɑ　　　 B.b　　　 C.c　　　 D.d
D
3.用圖所示的裝置探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，下列做法能使U形管兩邊液面高度差變小的是（　　）
A．將金屬盒在水中的位置上移
B．將金屬盒在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°
C．將金屬盒的位置向左移動(dòng)
D．保持金屬盒的位置不動(dòng)，向杯中加入適量水
A
4.如圖所示，鐵桶重為20N，桶的底面積為100cm2，
往桶里倒入8kg的水，水的深度為15cm，平放在面積
為1m2的水平臺(tái)面上（g取10N/kg）。求：
（1）水對(duì)桶底的壓強(qiáng)；
（2）臺(tái)面受到桶的壓強(qiáng)
解：（1）水對(duì)桶底的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.15m=1500Pa；
（2）鐵桶自由放置在水平臺(tái)面上，臺(tái)面受到的壓力：
F′ = G桶 + G水 = G桶 + m水g = 20N + 8kg×10N/kg = 100N，
p′ = = = 10000Pa
S
F′
100N
1.0×10 m2
-2
臺(tái)面受到桶的壓強(qiáng)：

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