第
2
节 科学探究:液体的压强
名称:恒压潜水服
发明者:哈德休特潜水设备国际公司
工作深度:约合
660 m
价格:
270
万美元
为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?
情境引入
某水库大坝的侧面图
捞上来就已死亡的深海鱼类
1
.
大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?
2
.
为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
3
.
为什么潜水员穿的深海潜水服比浅海潜水服要厚重一些?
心中的疑惑
液体也受到重力作用,液体没有固定的形状,能流动,盛在容器内对容器底部、侧壁和内部有没有压强
?
如果有压强,会有哪些特点呢
?
物理与生活
一、液体压强的特点
当倒入水时,橡皮膜向下凸出。
没有水时,橡皮膜平坦
液体有向下
(
容器底
)
的压强
因为液体受到重力作用
新知探究
液体对容器侧壁有压 强
因为液体具有流动性
一、液体压强的特点
1
.液体对容器底部和侧壁有压强。
研究液体内部的压强
橡皮管
金属盒
橡皮膜
U
形管
如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,
U
行管的两侧液面就会产生
高度差
。
探头
保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看液体内部同一深度各个方向压强的关系。
2
.同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系。
3
.同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
h
:研究点到自由液面的
竖直
距离。
换用不同液体,看看在深度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关。
4
.深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大
动画演示:体内部压强的特点
拖动橡皮管,改变深;点击金属盒改变方向
液体内部向各个方向都有压强;在同一深度,各方向压强
,深度增大,液体的压强
;液体的压强还有与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强
。
相等
增大
越大
归纳小结
1
.
大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?
大坝上窄下宽
,
是因为液体内部的压强随深度的增加而增大
,
坝底受到水的压强大
,
下宽能耐压。
物理与生活
2
.
为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中
,
内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋
,
由于外界压强的忽然降低
,
内脏器官会爆裂而导致死亡。
液体压强随深度的增加而增大,故深海潜水服要比浅海潜水要更耐压,更厚重些。
为什么深水潜水,要穿特制的潜水服?
二、液体压强的大小
S
平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为
h
处液体的压强为
r
S
h
例题
有人说,
“
设想你在
7 km
深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小相当于
1 500
个人所受的重力!
”
海水压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。
因为是估算,海水密度取 ,
g
取
10
N/kg
,脚背的面积近似取
则
7 km
深处海水的压强为:
解:
脚背受的压力
一个成年人的质量约为
60 kg
,所受重力
假设脚背所受压力的大小相当于
n
个成年人所受重力
利用公式 计算的时候,密度单位必须用
kg/m
3
,深度的单位要用
m
。
帕斯卡裂桶实验
帕斯卡在
1648
年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。
原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度
h
是很大了,能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
深度:液体内一点到上面
自由液面的竖直距离。
高度:液体内一点到下面容器底的竖直距离。
A
点的深度和高度分别是多少?
7m
A.
27m
24m
深度与高度
容器底部的深度是
h
1
还是
h
2
?
h1
三、连通器
1
.上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
实验
3
2
.连通器的特点:连通器里装
同种液体
,当液体
不流动时
,连通器个部分中的液面总是相平的。
假设容器底部有一竖直膜片,分析下图中
p
1
与
p
2
的大小。
如果
p
1
、
p
2
大小不相等,会发生什么现象?
右侧液面下降,最后当液体静止时,两侧液面相平。
p
2
p
1
h
2
h
1
3
.连通器的应用
水位计
自来水供水系统
船闸是利用连通器原理工作的
动画演示:连通器
1
、
如图所示,甲乙两容器中盛有相等质量的水,容器底部受到水的压强( )
A
.甲大
B
.乙大
C
.一样大
D
.无法确定
B
随堂练习
2
、如图所示的试管内装有一定量的水,当试管竖直放置时,水对管底的压强为
p
1
;当管倾斜放置时,水对管底的压强为
p
2
,比较
p
1
、
p
2
的大小,则 ( )
A
.
p
1
>
p
2
B
.
p
1
<
p
2
C
.
p
1
=
p
2
D
.条件不足,无法判断
A
4
、某地一幢五层楼房,内部的自来水都是由楼顶的水箱供水的,把一楼和五楼的水龙头拧开同样大小,发现一楼出水湍急、五楼缓和,这是因为( )
A
、一楼管内水浅,五楼管内水深
B
、一楼水的压强大,五楼水的压强小
C
、可能五楼水龙头的口向上
D
、水箱中的水位太低了
B
3
、杯内装满水若将手浸入水中,则水对杯底的压强( )
A
.变大
B
.变小
C
.不变
D
.无法判断
C
5
、有一容器,如图:底部受到液体压强为
P
1
,如把它倒放,底部受到液体压强为
P
2
,则
P
1
P
2
。
(填“
=”
、“
< ”
、“
> ”
)
<