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《液体的压强》导学案

第2节　液体的压强

1.经历探究液体内部压强特点的实验,能说出液体内部存在压强,以及液体内部压强的方向。
2.能说出液体压强的大小跟什么因素有关,并能够利用液体压强的计算公式进行简单的分析和计算。
3.能描述出连通器的工作原理,并能够尽可能多地列举出生活和生产中形形色色的连通器。

一、液体压强的特点
1.由于液体受到　重力　的作用,并且具有　流动性　,所以液体内部向各个方向都有压强。 
2.研究液体压强的仪器是　压强计　。 
3.U形管压强计的使用方法:a.无力作用在薄膜上时,U形管两边水面　没有　(选填“有”或“没有”)高度差;用手压薄膜的力越大,U形管两边水面高度差越　大　。b.液体对薄膜的压力越大,对薄膜的压强越　大　,U形管两边水面高度差越　大　。所以可以根据U形管两边的水面高度差的大小可以看出液体内部压强的大小,这种方法叫做　转化　法。 
4.液体内部压强的特点:
(1)液体内部向各个方向　都有　(选填“都有”或“都没有”)压强; 
(2)在液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强大小　相等　; 
(3)液体内部的压强,随深度的增加而　增大　; 
(4)液体内部的压强大小还与液体的　密度　有关,在不同液体的同一深度,液体的密度越大,压强　越大　。 
二、液体压强的大小

如图所示,选取水中一高度为h、横截面积为S的水柱,其上表面与水面相平。计算这段水柱产生的压强,就能得到深度为h的水(水的密度用ρ表示)产生的压强。
5.推导步骤:(请用上述字母表示出下面各物理量并计算相应的结果)
①水柱的体积V=　Sh　;②水柱的质量m=　ρSh　;③水柱的重力G=　ρShg　,水柱对底面压力F=　ρShg　;④底面受到水的压强p=　ρgh　。 
三、液体压强的计算公式
6.液体压强的计算公式:　p=ρgh　。 
7.注意:①单位:ρ的单位用　kg/m3　,h的单位用　m　,p的单位才是　Pa　; 
②结论:液体内部的压强只跟液体的　密度　和液体的　深度　有关。 

8.*2012年我国“蛟龙”号潜水器(如图所示)在下潜试验中成功突破7000 m水深大关,“蛟龙”号随着下潜深度的增加,所受水的压强将　变大　(选填“变大”“不变”或“变小”),若海水的密度为1.03×103 kg/m3,“蛟龙”号潜水器在深7000 m处所受海水的压强为　7.21×107　Pa。(g=10 N/kg) 
四、连通器

9.如图所示,上端开口、下端连通的容器叫　连通器　,其各容器中液面相平的条件是　液体不流动　和　同种液体　。你还知道生活中常见的连通器吗?请再举两个实例:　船闸　、　水壶　。 

1.小设计:利用身边的器材设计一实验:证明液体内部向各个方向都有压强。
实验器材:塑料、饮料瓶、　水　、大头针 
实验方法:在塑料饮料瓶中灌满水,把瓶塞拧紧,用大头针在塑料瓶的　底部　、　侧面　、　瓶塞　上扎几个孔,用力捏塑料瓶的瓶身,观察喷出水的情况。 
实验现象:　水向各个方向喷出　; 
实验结论:液体内部向　各个方向　都有压强。 
2.分组实验:探究液体内部压强的特点。
(1)探究同种液体同一深度时压强的特点
实验方法:将U形管压强计的探头保持在水面下　同一深度　不变,改变探头所对的　方向　,观察U形管两边液面的高度差是否发生变化; 
实验现象:在同一深度,不论探头转向什么方向,U形管两边液面高度差　不改变　(选填“改变”或“不改变”); 
实验结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强　相等　。 
(2)探究同种液体的压强与深度的关系
实验方法:将U形管压强计的探头　由浅至深地向下深入　,观察U形管两边液面的高度差的变化情况; 
实验现象:随着水的深度的增加,U形管两边水面高度差在不断地　增大　(选填“增大”或“减小”); 
实验结论:同种液体内部的压强随深度的增加而　增大　。 
(3)探究液体的压强与密度的关系
实验方法:将U形管压强计的探头保持在　同一深度不变　,先后用　水　和　盐水　做实验,观察U形管两边液面的高度差的变化情况; 
实验现象:在水和盐水的同一深度,U形管两边水面高度差　不同　(选填“相同”或“不同”); 
实验结论:在同一深度,密度大的液体产生的压强　大　。 
3.*

如图所示的水平地面上放有一个边长为30 cm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)箱子底部受到水的压强和压力;
(2)水的重力;
(3)箱子对水平面的压力和压强;
(4)比较计算结果,你会发现什么?有什么启示?
解:(1)箱子底部受到水的压强
p1=ρgh1=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×(0.3 m+0.2 m)=4900 Pa;
箱子底部受到水的压力F1=p1S=4900 Pa×0.3 m×0.3 m=441 N。
(2)水的重力G=ρgV
=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg× (0.3×0.3×0.3+4×10-4×0.2) m3=265.4 N。
(3)箱子对水平面的压力为 F2=G水+G箱+G管=265.4 N+50 N+10 N=325.4 N
箱子对水平面的压强为p2=F2S=325. 4N0.3m×0.3m=3616 Pa。
(4)水对箱底的压力并不等于水的总重力;水对箱内底部的压强和箱对水平面的压强无关。求解液体对容器的压强和压力问题时,先求压强(用p=ρgh),再求压力(用F=pS);求解容器对支持面的压力和压强时,先求压力(用F=G总),再求压强(p=G总S)。

见《导学测评》P12