第八章 压强与浮力
二、液体内部的压强
观察与思考
如图所示,放在水平桌面上的木块会对桌面产生压强,那么装在杯子里的水对杯子底部会不会产生压强?水对杯子侧壁会产生压强吗?
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。
想想议议
实验
1
下面的薄膜突出说明什么?
液体受重力,对支撑它的容器底部有压强。
一、液体的压强
液体由于具有
流动性
,因而对容器的侧壁有压强。
侧面的薄膜为什么突出?
实验
2
结论
液体对容器底部和侧壁有压强。
小资料
压强计
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
观察与实验
探究液体压强与哪些因素有关
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。
实验步骤一: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。
实验步骤二: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。
实验步骤三:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
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?
二、液体压强的计算
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
。
想想议议
工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?
带鱼生活在深海中。为什么我们在鱼市上看不到活带鱼?
1
.压强计是研究
_____
的仪器。当把压强计的金属盒放入液体内部的某一深度时,观察到的现象是
U
形管两边液面
__________
,这个现象说明
_________________
。
课堂练习
2
.
甲、乙两个容器中盛有质量相同的同种液体, 则
容器底部受到液体的压强大。
甲
乙
压强
产生高度差
液体内部有压强
甲
3
.三个底面积相同的形状不同的容器装有等高的同种液体。哪个容器底受到的压强大。
S
S
S
h
甲
乙
丙
4
.(
1
)一个装满水的烧杯,放入一木块,烧杯底受到的压强有何变化
?
(
2
)一个未装满水的烧杯,放入一物体水未溢出,烧杯底受到的压强有何变化?
1
液体的压强
2
液体压强的计算
课堂小结