【学案一】第2课时-液体压强的应用.doc

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？

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