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(共45張PPT)
第九章 壓強(qiáng)
第2節(jié) 液體壓強(qiáng)
教學(xué)分析
課前準(zhǔn)備
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 了解液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)，以及液體內(nèi)部壓強(qiáng)的方向。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解液體壓強(qiáng)的大小跟什么因素有關(guān)。
3.認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用——連通器，了解生 活和生產(chǎn)中形形色色的連通器。
課前準(zhǔn)備
教學(xué)分析
學(xué)習(xí)重點(diǎn) ：認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。
學(xué)習(xí)難點(diǎn) ：探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素，理論推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式。
學(xué)習(xí)方法 ：通過(guò)分組合作探究，體驗(yàn)探究過(guò)程，感悟研究物理的過(guò)程和方法，享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)。
相關(guān)準(zhǔn)備：多媒體課件、玻璃管、塑料袋、水槽、U 形管壓強(qiáng)計(jì)、水、鹽水、刻度尺、鐵架臺(tái)、橡皮管。
教學(xué)內(nèi)容
01
情境引入
02
互動(dòng)新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結(jié)
點(diǎn)我喔
情境引入
三峽水壩為什么要建得上窄下寬 船閘是如何使輪船從上游到下游，又是如何從下游到上游的呢
想一想
互動(dòng)新授
知識(shí)點(diǎn)一 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
想一想
問(wèn)題一：燒杯放在水平桌面上對(duì)桌面會(huì)不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng) 為什么
會(huì)，因?yàn)闊艿街亓Α?br/>問(wèn)題二：如果在燒杯中加入水，水對(duì)燒杯底和燒杯壁會(huì)不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng) 為什么
會(huì)，因?yàn)樗彩艿街亓η揖哂辛鲃?dòng)性。
互動(dòng)新授
小實(shí)驗(yàn)
塑料袋裝滿水后鼓起來(lái)。用手指觸摸有什么感覺(jué)
分組實(shí)驗(yàn)，親自感受。
塑料袋裝滿水后鼓起來(lái)，用手指觸摸表面，會(huì)感到有壓力。
想一想
能不能設(shè)計(jì)一個(gè)證明液體壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)?zāi)?
互動(dòng)新授
探究液體壓強(qiáng)的存在
實(shí)驗(yàn)
如圖甲所示，有一個(gè)兩端開(kāi)口的玻璃圓筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面與筒口相平，倒入水后，橡皮膜會(huì) 。
向下凸出
互動(dòng)新授
實(shí)驗(yàn)
如圖乙所示，玻璃圓筒的側(cè)壁開(kāi)孔，扎有橡皮膜，倒入水后，橡皮膜會(huì) 。
向外凸出
互動(dòng)新授
想一想
問(wèn)題一：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)什么來(lái)說(shuō)明液體也存在壓強(qiáng)呢
當(dāng)水倒下去后，能看到橡皮膜鼓起來(lái)。橡皮膜的形變說(shuō)明了液體壓強(qiáng)的存在。
問(wèn)題二：如果將上圖中的橡皮膜拿開(kāi)，會(huì)看到什么現(xiàn)象 說(shuō)明了什么
水將會(huì)射出，水射出來(lái)說(shuō)明液體內(nèi)部也存在壓強(qiáng)。
液體對(duì)容器底和側(cè)壁有壓強(qiáng)
互動(dòng)新授
總結(jié)
液體對(duì)容器底和側(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
液體受到重力作用且具有流動(dòng)性
原因
互動(dòng)新授
剛才，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出了液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)的結(jié)論。若我們想更加深入細(xì)致地了解液體內(nèi)部的壓強(qiáng)特點(diǎn)，就需要借助于壓強(qiáng)計(jì)。
壓強(qiáng)計(jì)
(液體壓強(qiáng)測(cè)量?jī)x器)
橡皮管
橡皮膜
U形管
探頭
壓強(qiáng)計(jì)原理：
當(dāng)探頭上的橡皮膜受到壓力時(shí)，U形管兩邊液面出現(xiàn)高度差，兩邊液面的高度差反映了橡皮膜所受壓強(qiáng)的大小；壓強(qiáng)越大，兩邊液面的高度差也就越大。
壓強(qiáng)計(jì)
互動(dòng)新授
研究液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
1.保持探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，看看液體內(nèi)部同一深度各個(gè)方向壓強(qiáng)的關(guān)系。
2.改變探頭在水中的深度，看看液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度有什么關(guān)系。
3.換用密度不同的液體（如酒精、鹽水等），看看在深度相同時(shí)，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)是否與液體的密度有關(guān)。
互動(dòng)新授
實(shí)驗(yàn)器材
壓強(qiáng)計(jì)、水、鹽、圓柱型容器等
實(shí)驗(yàn)步驟
1.將圓柱形容器中倒入適量的水。
2.把探頭放進(jìn)盛水的容器中，觀察U形管兩邊液面差，探究液體內(nèi)部是否存在壓強(qiáng)。
互動(dòng)新授
3.保持探頭在水中的位置不變(深度不變)，改變探頭的方向，記錄U形管兩邊液面差，探究同一深度各個(gè)方向的壓強(qiáng)是否相等。實(shí)驗(yàn)表格如下：
12cm
10
10
10
10
10
10
互動(dòng)新授
4.將探頭分別放在水面下6 cm 、9 cm 、12 cm 、15cm 處，記錄U形管兩邊液面差，探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表格如下：
2
6
10
14
互動(dòng)新授
5.向水中加入一定量的食鹽，重復(fù)上面的第3～4步。
12cm
12
12
12
12
12
12
互動(dòng)新授
4
8
12
16
互動(dòng)新授
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
交流與評(píng)估
說(shuō)一說(shuō)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中你遇見(jiàn)了什么問(wèn)題？
1.液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
2.在同種液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
3.在同種液體內(nèi)部，壓強(qiáng)會(huì)隨著液體深度的增大而變大，即：液體深度越深，壓強(qiáng)越大。
4.液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還與液體的密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
互動(dòng)新授
知識(shí)點(diǎn)二 液體壓強(qiáng)的大小
想一想
在深水中必須要采取特殊的防護(hù)設(shè)備，以防身體被海水壓壞。
液體在某一深度處的壓強(qiáng)有多大呢
互動(dòng)新授
理論推導(dǎo)：
要計(jì)算液體內(nèi)深度為h 處某一點(diǎn)的壓強(qiáng)，可先假設(shè)在液體內(nèi)深度為h處有片膜，實(shí)際上也可以把它看成是一層很薄的液體，我們稱其為小液片。在深度為h處取 一 面積為S的小液片，如右圖所示。
互動(dòng)新授
小液片受到向下的壓力可以認(rèn)為是以S 為底，h 為高的液柱的重力產(chǎn)生的。
液柱對(duì)小液片的壓力：
液柱對(duì)小液片的壓強(qiáng)：
由于在同一深度液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等，我們只要算出某一深度液體豎直向下的壓強(qiáng)，也就同時(shí)知道了液體在這一深度各個(gè)方向上的壓強(qiáng)大小。也就是說(shuō)，小液片受到的向下的壓強(qiáng)，就是深度為h處液體的壓強(qiáng) 。
互動(dòng)新授
總結(jié)
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可由公式 p=ρgh 來(lái)計(jì)算，其中ρ 表示液體的密度，h表示液體的深度。
注意：
1.該公式說(shuō)明液體壓強(qiáng)大小與液體的密度和深度有關(guān)，而與容器的形狀、粗細(xì)及液體的體積、質(zhì)量等均無(wú)關(guān)。
2. 單位
3.h指的是深度，而不是高度，深度指的是液體內(nèi)某點(diǎn)到自由液面的豎直距離 (自由液面是與大氣相接觸的液面),單位為米(m)。
p = ρgh
密度(kg/m3)
重力常數(shù)(N/kg)
深度(m)
壓強(qiáng)(Pa)
使用時(shí)單位要統(tǒng)一！
互動(dòng)新授
信息拓展
我們國(guó)家在造出“蛟龍?zhí)枴敝笥肿灾餮兄屏恕皧^斗者”號(hào)潛水器，它四次下潛深度都超過(guò)了萬(wàn)米，并完成國(guó)際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務(wù).這是一 項(xiàng)非常偉大的創(chuàng)舉. 因?yàn)樵谌f(wàn)米深度海水下，“奮斗者”號(hào)潛水器要承受巨大的壓力，這個(gè)壓力有多大呢 有人比喻說(shuō)：在萬(wàn)米深的“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器中，你把一只腳伸到外面的海水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于2000個(gè)人所受的重力。
海水壓力真的有這么大嗎 讓我們來(lái)估算一下。
互動(dòng)新授
想一想
要估算這個(gè)數(shù)值，我們需要知道哪些物理量
海水的密度、海水的深度、腳背面積、人的質(zhì)量等。
說(shuō)明：
我們近似將海水的密度取為 ρ =1.0×10 kg/m ,g取10 N/kg。同時(shí)我們給大家一把刻度尺，來(lái)大致測(cè)量一下你腳背的長(zhǎng)和寬，進(jìn)而得出你的腳背面積的近似數(shù)值。
互動(dòng)新授
總結(jié)
大家的腳背寬度一般在8～10 cm 之間，腳背長(zhǎng)度在12～15 cm 之間，按照這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算出腳背面積為96～150 cm , 我們近似取S=120cm =1.2×10- m 。
想一想
按照這個(gè)數(shù)據(jù)，你能計(jì)算出一只腳在萬(wàn)米深的海水中，要承受多大的壓力嗎
互動(dòng)新授
下面請(qǐng)大家將自己的解題過(guò)程與黑板上進(jìn)行比較，看還有哪些地方需要改進(jìn)。
互動(dòng)新授
想一想
問(wèn)題一：大家知道自己的質(zhì)量嗎？
問(wèn)題二：為了便于估算，我們?nèi)∪说馁|(zhì)量為60 kg。請(qǐng)你計(jì)算一下，這個(gè)人受到的重力是多少
問(wèn)題三：假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于n 個(gè)人所受的重力，則n 是多少
互動(dòng)新授
總結(jié)
估算結(jié)果表明，在萬(wàn)米深的海底，海水對(duì)腳背的壓力確實(shí)相當(dāng)于 2000個(gè)人所受的重力。而要制造出能承受如此大壓力結(jié)構(gòu)的潛水器，是對(duì)一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的考驗(yàn)。這也說(shuō)明我們國(guó)家是一個(gè)妥妥的制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。
互動(dòng)新授
知識(shí)點(diǎn)三 連通器
小問(wèn)題
觀察圖甲所示的茶壺，它的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)
在壺蓋上為什么要留有一個(gè)小 孔
茶壺的壺嘴與壺身的高度有什么關(guān)系
圖乙所示的茶壺在設(shè)計(jì)上有什么問(wèn)題
互動(dòng)新授
像茶壺這樣上端開(kāi)口、下端連通的容器叫作連通器。
連通器的原理：
茶壺的壺嘴和壺身是連為 一 體的，壺嘴本身是開(kāi)口的，壺身通過(guò)壺蓋上的小孔也與外界連通，所以茶壺的結(jié)構(gòu)是上端開(kāi)口、下端連通的。當(dāng)我們用水壺倒水的時(shí)候，壺嘴向下傾斜，壺內(nèi)的水位高于壺嘴的水位，水從壺嘴流出，直到壺嘴中的水位與壺內(nèi)水位相平為止 。而圖乙中因壺身高于壺嘴，所以水裝不滿 。
互動(dòng)新授
實(shí)驗(yàn)探究
如右圖，用橡皮管把兩根玻璃管連通起來(lái)，固定在鐵架臺(tái)上 . 先用夾子夾住橡皮管，向 一 根玻璃管里注入紅墨水 。然后緩慢松開(kāi)夾子，水會(huì)從這根玻璃管流向另一根玻璃管，直到兩根玻璃管里的水面相平 。把另一根玻璃管升高、下降或傾斜，觀察到：
兩根玻璃管里的水不再流動(dòng)時(shí)，水面總相平。
互動(dòng)新授
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納
如果連通器內(nèi)裝有相同的液體，那么液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是相同的。
拓展說(shuō)明
連通器中液面的高度相同的條件：
(1)連通器內(nèi)裝有相同的液體；
(2)在液體不流動(dòng)的情況下 。
兩個(gè)條件缺 一 不可
互動(dòng)新授
想一想
為什么連通器各部分容器中液面的高度總是相同的呢
理論分析：
在連通器中兩容器連通的部分取 一 塊很薄的“液片”AB, AB 受到左邊液體對(duì)它的壓力F 左和右邊液體對(duì)它的壓力F 右， AB 處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的關(guān)系知：F 左 =F 右 。
根據(jù)壓力和壓強(qiáng)的關(guān)系有: p左S 左 =p 右S 右 。由于AB 是薄片，有 S 左 =S 右，故p 左 =p 右，由此可以看出，液體不流動(dòng)時(shí)，連通器中各液體對(duì)連通器管內(nèi)薄片產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。
又根據(jù) p= ρgh可 知ρ左gh 左 = ρ右gh 右，當(dāng)ρ左 = ρ右時(shí)，則有h左 =h 右，即同一種液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是相同的。
互動(dòng)新授
想一想
除了剛才提到的茶壺，連通器在平時(shí)的生產(chǎn)、生活中還有哪些應(yīng)用呢
水塔的供水系統(tǒng)：水塔和自來(lái)水管道構(gòu)成連通器，水塔中的水位比水 龍頭處高，打開(kāi)水龍頭時(shí)由于水位要保持相平，水便從水龍頭處流出。
互動(dòng)新授
牲畜自動(dòng)飲水器：兩水槽構(gòu)成連通器，水位不相平時(shí)水就能流動(dòng)，始終使喂水槽有水 。
互動(dòng)新授
連通器還有一個(gè)非常重要的應(yīng)用，那就是船閘。
互動(dòng)新授
互動(dòng)新授
船閘工作示意圖
三峽船閘的五級(jí)船閘工作原理
動(dòng)畫(huà)演示
鞏固拓展
2.94×10
1.96×10
鞏固拓展
鞏固拓展
A
鞏固拓展
課堂小結(jié)
3.連通器。
(1)定義：連通器是上端開(kāi)口、下端連通的容器，它至少由兩個(gè)容器組成，且底部必須相連通。
(2)特點(diǎn)：當(dāng)連通器中裝有相同的液體且液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是相同的。
(3)條件：一是連通器中裝有相同的液體；
二是在液體不流動(dòng)時(shí)。
只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，連通器各部分容器中液面的高度才總是相同的。
1.液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。
(1)液體對(duì)容器的側(cè)壁和底部都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
(2)同一液體，在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
(3)同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
(4)同一深度的不同液體，密度越大，壓強(qiáng)越大。
2.。計(jì)算公式：P=ρgh。
下節(jié)課，再見(jiàn)！

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