•第八章 压强
•第二节 科学探究:液体的压强
1.什么叫压强?写出压强大
小的计算公式。.
2.压强的单位是什么?
15帕斯卡表示什么意思?
堂亚·斯图特,世界上最
好的女自由潜水者,她把
“无限潜水”的纪录提高到
122米。在潜水过程中,心
跳会降至每分钟10次,他们
的肺缩小到平常的1/6,她
的肺压缩成橘子大小。
有一位名叫约翰.墨累的海洋学家
曾做了这样一个实验:把三只大小不
同的玻璃管的两端都用白蜡封死,再
用麻布包紧,然后把玻璃管塞进一端
开口的铜管里,水可以从铜管口进去。
然后把这根铜管沉到5000米的深海里。
当他把铜管吊上来的时候,不禁惊呆
了------麻布里的玻璃管不见了,只
剩下一堆雪花似的玻璃粉!
* 他们为什么穿不同的潜水服?
可潜至20m深处
浅
层
潜
泳
可潜至500m深处
可潜至11000m
放在水平桌面的木块对桌面产生压强,那么装在杯里的水
对杯底会不会产生压强?水对杯壁会不会产生压强呢?
你看到了什么,说明了什么问题?
你又看到了什么,说明了什么问题?
以上实验表明:
液体由于受重力作用,对容器底部有压强;
液体由于具有流动性,对侧壁也有压强。
液体对容器底部和侧壁有压强
液体内部有没有压强?液体内部的压强有什么规律?如何测量
液体内部的压强大小?
水对容器侧壁和底部
有压强,那么水的内部
有压强吗?
U形压强计
U形压强计
测量液体内部压强的仪器——微小压强计
U形管
橡皮管
橡皮膜
将探头放入水中,U形管两边液面的高低情况可以反映出
液体内部在探头的橡皮膜处的压强大小。
液体内部的压强规律
1.水对容器的底部和侧壁都有压强,压强随深度的增
加而增大。
2.液体内部向各个方向都有压强。
3.液体的压强随深度的增加而增大,在同一深度,液
体向各个方向的压强大小相等。
4.液体的压强与液体的密度有关,在同一深度密度越
大压强越大。
注意:
11、同种液体的压强只跟、同种液体的压强只跟深度有关,深度越大,压强越有关,深度越大,压强越
大,而与大,而与液体的多少和和容器的形状无关。无关。
22、所谓、所谓深度,与我们平常所说的,与我们平常所说的高度是相反的,它是是相反的,它是
从从液面开始往下计算,而高度是从下往上计算,也就是,而高度是从下往上计算,也就是
说越高的地方是深度越浅,越深的地方位置越低。说越高的地方是深度越浅,越深的地方位置越低。
观察水喷出的缓急、远近情况有什
么不同?请分析说明原因。
问题1:
为什么水坝是上窄下宽的?问题2:
因为液体的压强随深度的增加而增大,所以
越往下越要做得厚实一点。
我们在电视或电影上经常会看到
人潜入海中去观看美丽的海底世界,我
们在电视上看到海水下面各种新奇的景
色的同时,也看到在不同深度的潜水员
穿着不同的潜水服,为什么呢?
问题3:
在容器中装有密度为ρ的液体,要计算液体在深度为h
处的压强p,怎样做呢?
可在液体中假想一个液柱:假设水中有一个底面积为S
,高为h 的圆柱形水柱,柱体底部有一薄片,如何求
这个水柱对薄片的压强?
p=F/S=G/S=ρ液 gV/S=
ρ液 gSh/S=ρ液 g h
F=G=mg=ρVg
p=ρgh
液体压强公式的推导
注意:
在液体压强计算公式p =ρgh 中:
p是液体内h 深处的压强,单位是帕;
ρ是液体的密度,单位是㎏/m3;
h 是深度,是指研究点到液面的距离,不是高度,
单位是m。
液体内部某一深度处的压强只跟液体的________
、液体的_________ 有关;
跟受力面积、质量、重力、体积等因素均无关。
密度
深度
在液体压强公式中h表示深度。
深度是指从液体的自由面到计算压强的那点之间的竖直
距离。
如图所示中,甲图中A点的深度为30cm,乙图中B点的深
度为40cm,丙图中C点的深度为50cm。
解:p甲=ρ煤油 g h甲=800㎏/m3×10N/kg×0.2m=1600Pa
因为h乙=h 甲,所以p 乙=p 甲=1 600 Pa
F甲=p 甲S 甲=1 600 Pa×0.0001 m2=0.16 N
F 乙=p乙S 乙=1 600 Pa×0.0009 m2=1.44 N
已知甲乙两个煤油柱,甲底面积为1cm2 ,高为20cm;乙底面
积为9cm2,高为20cm,计算两煤油柱对底面产生的压力和压强。
注:液体对容器底产生的压强只跟其深度和液体密度有关,
跟容器的底面积没有关系。
例 题
1648年,帕斯卡曾经做了一
个著名的实验。在一个密闭的装
满水的木桶的桶盖上,插入一根
细长的管,并从楼房的阳台上向
细管子里灌水,结果只用了几杯
水,竟把木桶压裂了,桶里的水
从裂缝中流了出来。为什么?
连通器
为什么连通器内的液面总是相平的?
在连通器中,设想在容器连通的部分
有一“液片AB”。
当容器内的液体静止时,这个“液片”
也是静止的。说明“液片两个侧面受到
的压力 ,压强也
。
根据液体的压强公式,你能否说明左右两管中液体的液面高度
必定相同?
为什么连通器内的液面总是相平的?
大小相等
大小相等
必须是同种液体
连通器是由顶部开口、底部相通的几个容器组成的。
用手堵住连通器的一个容器口,向另外容器中里倒水。水静
止时,各容器中水面并不相平。
几个容器的底部虽然相通,也不能叫连通器。只有当移开手
指,水静止时,各容器中水面才能相平。
连通器的应用
连通器的应用
某村计划修建一条水渠,水渠必须高出地面1米,才能
把水送到远处的一块地势比较高的田地里,可是这条
水渠又必须横穿一条公路。请你帮助想个办法,怎样
才能使水既能穿过公路,又不影响交通呢?
过路涵洞
自动喂水器锅炉水位计
连通器的应用
船闸连通器的应用——
比较下面三个底面积相等的容器中水对容器底部的压强p
的大小关系以及容器对桌面的压力F 的大小关系(不计
容器自重,三个容器中的水面相平)
A B C
PA=PB=PC, FA>FB>FC。
当洪峰来临,大江大河的水位迅速上涨超过警戒水位
时,为什么有可能发生决堤的事故?
p=ρ液gh
• 注:h为液体深度
(1)“深度”和“高度”不是一回事;
(2)“容器深度”和“液体深度”不
是一回事。