教科版八年级物理下册第九章压强

第九章 压强 1. 压 强 两个人对雪地的压力是差不多的，但压力的效果相同吗？ 你觉得压力的作用效果与什么因素有关呢？ 定义： 垂直作用 在物体表面上的力叫做压力。 方向： 总是垂直于接触面。 压力的作用效果： 使受压物体发生形变。 压力： 认识压强 猜想 压力的作用效果可能与： 压力大小 受力面积 实验探究：压力的作用效果 实验方法 控制变量法 实验装置 小桌、海绵、砝码 有关。 实验过程 实验表明： 压力的作用效果与 有关。 受力面积 一定时， _______ 越大，压力的作用效果越明显。 压力大小 压力 实验表明： 压力的作用效果与       有关。 压力 一定时，        ，压力的作用效果越明显。 受力面积 受力面积越小 一、压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。 压力的作用效果 相同受力面积， 比较压力大小 相同压力，比较 受力面积大小 比较 求比值 压力 ___ 受力面积 定义 压强 二、压强 1 ．定义：物体所受压力的大小与受力面积之比。 用 p 表示压强、 F 表示压力、 S 表示受力面积 公式 压强在数值上等于物体单位面积所受的压力，压强越大，压力产生的效果越明显。 N m 2 =1 Pa 2 ．压强的单位： 国际单位：帕斯卡 简称：帕 符号： Pa 1 1 Pa 表示 物体在 1 m 2 面积上受到的压力是 1 N 。 将一张报纸对折一下，平铺在地面上，对地面的压强约为 1 Pa 。 1 例题 水平桌面上放一本书，书所受的重力为 3 N ，与桌面的接触面积为 5 × 10 -2 m 2 ，计算书对桌面的压强。 即： 解：书对桌面的压力等于它的重力， F ＝ G ＝ 3 N 桌面的受力面积 S ＝ 5 × 10 -2 m 2 所以压强 答：书对桌面的压强为 60 Pa 。 流体的压强 液体和气体有很强的流动性，统称为流体。流体的内部也存在压强。 控制压强的大小 1 ．减小压强可以减小压力或增大受力面积。 练一练： 为什么我们会觉得坐软沙发比坐硬板凳要舒服呢？ 那是因为沙发受力形变后，与人体的接触面积大；板凳不怎么形变，与人体的接触面积小。根据压强的知识可知，沙发对人体的压强较小，所以人感觉舒服。 使用菜刀切菜时，我们又用了什么办法增大刀对菜的压强的？ 类似的事例你还知道哪些？ 2 ．增大压强可以增大压力或者减小受力面积。 注射针尖 破窗锤 A C B 1. 同一块砖怎样放置压强最大？ 平放 侧放 立放 √ 2. 下列各事例中是为了增大压强还是减小压强？把序号填入横线。 增大压强 : 减小压强： （ 1 ）插入软包装饮料盒的吸管一端被削得很尖 （ 2 ）拖拉机安装履带 （ 3 ）埋电线杆时要垫上一块基石 （ 4 ）滑冰时穿带有冰刀的鞋 （ 5 ）螺钉下要装垫圈 1 、 4 2 、 3 、 5 A. F 变大， p 变大 B. F 不变， p 变大 C. F 变大， p 变小 D. F 不变， p 变小 3. 如右图所示，物体 A 静止在水平桌面上，若把 A 稍微向左水平移动，则 A 对桌面的压力 F 、压 强 p 的 变化情况 是 （ ） B 压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关 压强的定义 压强的公式 压强的单位 增大压强的方法 减小压强的方法 第九章 压强 2. 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？ 一、液体压强的特点 微小压强计 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 实验探究：液体内部的压强 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。 实验结论 在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，向 各个方向的压强大小相等 ；液体内部的压强 随深度的增加而增大 。 二、液体压强的大小 对微小压强计来说，探头上的橡皮膜的凹凸情况反映了液体压强的大小。据此，我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中，来 定量研究液体压强的大小 。 实验探究：液体内部的压强有多大 实验步骤： 在玻璃管中注入水，观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时，观察玻璃管内水的高度，你会发现什么？ 设水的密度是 ρ ，玻璃管的内截面积是 S ，橡皮膜没有凹凸时，杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力 F 水柱 平衡 pS = F 水柱 S 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 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 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 。 讨论交流：谁受的压强大 不同鱼缸里的两条鱼，趴在水底争论不休。它们谁说的对呢？ 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？ 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 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？ 一样大 不变 变大 1 液体压强的特点 2 液体压强的大小 课堂小结 第九章 压强 3. 连通器 连通器 新课导入 下面的三幅图在形状、尺寸、用途上都不相同，但在结构上有什么相同之处 ？ 定义 : 上部 开口 、底部 连通 的容器叫 连通器 。 一、连通器 推进新课 猜想： 在连通器里注入水，各容器的水面有什么关系呢？ 当连通器中的水不流动时， 各容器中的水面总保持相平。 问 : 如果换成其它某种液体装入连通器中，静止后该液体的液面相平吗 ? 结论 : 不论连通器形状如何，不论加入何种液体，在液体不流动的情况下，各容器中的液面总相平。 二、连通器原理 如果连通器中 只 装 一种液体 ， 那么液体 静止 时， 各容器中液面总保持 相平 。 为什么加入水静止后自由水面相平 ? 能否用我们所学知识 解释这个现象 ? 想象一下这里有 一个 “ 水片 ” 在连通器底部取一个面积为 S 的 小液片 由于水 不流动 ，所以液片也是 静止 不动的 由 二力平衡 的条件，液片受到的左右两管中水对它的压力 F 1 = F 2 即 p 1 = p 2 而 F 1 = p 1 S F 2 = p 2 S 又 ∵ p 1 = ρgh 1 p 2 = ρgh 2 ∴ h 1 = h 2 液面相平的原因 h 2 h 1 分析： ∴ p 1 S = p 2 S ∴ ρgh 1 = ρg h 2 这个茶壶不好使， 查一查什么原因。 茶壶与洒水壶 三、连通器的应用 酒具    “澳大利亚大自流盆地”的东侧是大分水岭，由于受来自太平洋的东南风的影响，降水较多，丰富的雨水沿着隙水的岩层向低洼处渗透在盆底底部凿井，到蓄水层，中部盆地的地面低于地下贮水层水面，再加上水本身的压力，水就可以自动喷出地面了。这些水是发展畜牧业的宝贵资源。 为了随时了解锅炉里的水位，在锅炉壁装上水位计，水位计的中间一段用玻璃管制成，上、下两端与锅炉相连通 。 水塔 过路涵洞 喷泉 液压千斤顶 液压机 连通器还有一个重要的运用 ----- 船闸 液压技术 液压技术 由于液体具有 流动性 ，液体中的 压强 能向各个方向 传递 。 帕斯卡定律： 密闭 液体中的压强能够 大小不变 地向 各个方 向 传递。 即 p 1 = p 2 F 1 F 2 S 1 S 2 液体 在各活塞上产生的 压力 与该活塞的 面积 成正比。 F 1 F 2 S 1 S 2 数学表达式： 神奇的液压世界 机械方面：液压千斤顶，推土机，汽车的液压刹车系统，机械中用的液压密封 生物方面：含羞草叶片的闭合，蜘蛛的液压腿，机器人的行走 1 、下列容器中，不是连通器的是（ ） A 、 U 形管 B 、茶壶 C 、锅炉水位计 D 、帕斯卡裂桶实验 D 2 、关于连通器的理解正确的（ ） A 、连通器中至少有两个开口 B 、连通器中只有两个开口 C 、在连通器中倒入液体后，各液面一定相平 D 、底部互相连通的容器叫连通器 A 随堂演练 3 、如图所示， A 、 B 两容器内盛着水，水面等高，两容器间用一 斜管相通， K 是开关，当 K 打开后，则（   ） A 、水将由 A 流向 B B 、水将由 B 流向 A C 、水不流动 D 、无法确定 C 4 、船闸是利用 的原理工作的。 5 、 U 形管内装有同种液体，放在水平桌面上，静止时两液面是 ＿＿＿。当把 U 形管左边提高一些，静止时两液面是＿＿＿。 连通器 相平的 相平的 6 、下列关于茶壶嘴的设计说法中，正确的是：（ ） A 、壶嘴远高于壶口 B 、壶嘴远低于壶口 C 、壶嘴做得与壶口一样高 D 、以上设计都可以 C 小实验 在教室墙上有一条水平线，怎样在另一墙上再画出与它等高的水平线？（给塑料长管） 在房屋装修时，为了在墙上画一条水平线，工人师傅常拿一根装有水的长透明塑料软管，贴着墙面在软管两端的水面处作出标记，将标记连成直线，即得到一条水平线。 1 、以一根塑料管为主要材料自制一个小喷泉。 2 、学生回家观察洗衣机的排水管口为什么比洗衣缸口低？ 课后活动 通过这节课的学习活动，你有什么收获？ 课堂小结 1. 从课后习题中选取； 2. 完成练习册本课时的习题。 课后作业 第九章 压强 4. 大气压强 1、 通过生活实例和小实验感知大气压的存在，了解马德 堡半球实验； 2 、知道大气压强产生的原因； 3 、能用大气压强的知识解释一些简单的生活现象，培养 应用所学知识解决实际问题的能力； 4 、通过对托里拆利实验的观察、分析，掌握科学的推理 方法。 教学目标 自学指导： 阅读课本 P49-P50 (5 min) 要求知道： 1 、大气对其中物体的压强方向如何？ 2 、大气压强产生的原因是什么？ 3 、知道第一个准确测量大气压值的实验是什么？ 4 、标准大气压强等于多少？相当于多少高水银柱的压强？ 生活在水中的鱼由于水有 重力 受到 水 的压强； 我们就生活在大气“海洋”的底部， 大气 是否对我们也产生 压强 ？ 思考 : 是什么使空牛奶盒子变瘪 ? 是什么力量把塑料挂钩压在墙上 (2) 如果在杯里注满水后用纸片将开口封住，迅速将装置倒置 过来，发现 _______________________ 。 实验 3 ：“覆杯实验” (1) 在杯底放上一纸片，将装置倒置过来后现硬纸片 ____ 。 纸片并未落下 下落 (3) 将水倒出 , 再用纸片盖住 , 纸片 ________. 下落 由于气体有重力和流动性。 ２、产生原因： 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压。 1 、概念： 4 、证明大气压存在实验： 小实验 —— 覆杯实验、吸饮料、吸盘挂钩、马德堡半球实验。 —— 各个方 向。 一、大气压强存在 3 、大气压强的方向： 马德堡半球实验 （ 1 ）证明了大气压强的存在； （ 2 ）也证明了大气压强很大。 托里拆利实验 大气压强很大！ 大气压的测量： 大气压究竟有多大呢？ 托里拆利 二、大气压的测量： 托里拆利实验 760 毫米 真 空 玻璃管内汞柱上方是真空，而管外汞面上受到大气压强，正是大气压强支持着管内 760 毫米高的汞柱， 分析： 计算： p =  g h = 13.6 × 10 3 ㎏/m 3 × 9.8 N/㎏× 0.76m = 托里拆利（意大利 ）实验 汞 汞柱 大气压 大气压 也就是说此时大气压强跟 760 毫米高汞柱产生的压强相等。 1.013× 10 5 Pa 讨论问题： 76cm ● 管子倾斜水银柱竖直高度是否发生变化 ? ● 管子直径加粗，管中水银柱高度怎样变化？ 76cm 水银 长度 增大但 高度 不变 水银的高度与玻璃管的 粗细无关 托里拆利实验玻璃管向上提不露出水银面是否影响测定值 ? 0.76 m 向上提一些 0.76 m 讨论问题： 玻璃管内水银面与 玻璃管的长短 无关 做托里拆利实验时，若玻璃管内混有少量空气，会影响水银柱的高度吗？ 0.76 m 少量空气 真空 做托里拆利实验时，若玻璃管内混有少量空气，则测量的结果比实际大气压小。 讨论问题： 想一想 假如在“托里拆利实验”中 , 用水做实验，大气压支持多高的水柱呢？ 10.33 m 水 因 为房子内也有大气，房子内外受到大气的压力相等，方向相反，所以房子不会被压塌。 思考： 这么大的大气压，我们为什么没有受压的感觉呢？ 大气压很大 ，为 什么没 有把 房子压塌？ 无液气压计 （空盒气压计） 三、测量大气压的仪器 抽去内部空气的薄金属盒在大气压发生变化时会发生形变，这种形变经放大并显示出来。 自制气压计－－ 水气压计 自制水气压计 注意： 1. 瓶口必须密封， 不能漏气 。 ２ . 不要用手直接拿瓶子， 以免瓶子受热， 影响瓶内气体的压强。 当外界大气压变化时，这种气压计玻璃管内水柱高度任何变化？这 与水银气压计有什么不同？ 医用拔火罐 四、大气压的应用 思考:饮料是否是吸上来的? 喝饮料 用大气压强解释 : (2) 钢笔吸水； (3) 药水进入针筒； 总结 : 一切抽吸液体的过程就是 大气压强 将液体 ” 压 ” 上来的过程。 (1) 用塑料管可以把杯中的饮料吸入嘴里； 1 、大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压强。 2 、马德堡半球实验证明了大气压强的存在。 3 、托里拆利实验测量出了大气压强的值， 约为 1.01 × 10 5 帕 小结 巩固练习 1. 最早测出大气压值的科学家是（ ） A. 伽利略 B. 牛顿 C. 托里拆利 D. 奥托格里克 2. 在大气压等于 760 mmHg 高的房间里做托里拆利实验时，结果管内水银柱高度为 740 mmHg, 其原因是 （ ） A. 管子内径太小 B. 管子上端有少量空气 C. 管子太长 D. 管子倾斜了 C B 3 、做托里拆利实验时，当玻璃管中的水银柱稳定后，在管的顶穿一小孔，那么管中水银将 （   ） Ａ . 往上喷出  Ｂ . 稍微下降 Ｃ . 保持不变  Ｄ . 降到与外面水银面相平 D 4 、在冬天，保温瓶未装满水，当瓶内温度下降时软木塞不易拔出，这主要是（ ） A. 塞子与瓶口间摩擦力太大 B. 瓶口遇冷收缩 C. 瓶内气压小于大气压 D. 原先塞子塞的太紧 C