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液体的压强

2017.12.21 18:17

初中物理七百讲

液体的压强

上一节9.1《压强》中,我们介绍了从固体的压力出发,研究了压强的基本概念、压强计算公式、压强单位等。这一节我们研究的是液体的压强。

与固体压强相比,液体压强有其自身的特点,也有典型的生活生产应用。下面我们来详细梳理下本节内容9.2《液体的压强》。

液体压强视频

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液体压强的概念引入

动能的大小与什么因素有关

静止在桌子上的一个木块,对桌子有压力,因此对桌子有压强的作用。

静止在桌面上的玻璃水杯,是固体,对桌子有压力,因此对桌子有压强的作用。

我们接着来思考:这个玻璃杯子中如果有水,对杯底有压强的作用吗?

答案是肯定的。

我们先来回顾下上一节压强概念的视频讲解中,我们讲到的压强的概念。

物体所受压力与受力面积之比,叫做压强。

杯子中的水,对杯底有压力的作用吗?

同学们可以接一盆水,把手放在水盆里,感受下和不在水里的差异。

同学们有什么感觉?肯定觉得,有一股压力,“压”在了手上。有压力,有受力面积,肯定有压强。

这样,同学们首先直观感受到了液体压强的存在。

那么,我们就要思考:液体的压强大小和什么有关系呢?

液体压强是怎么产生的呢?接下来,我们注意解决这些问题。

液体压强产生的原因

液体压强是怎么产生的呢?它的大小和什么有关系呢?

1.受重力作用的影响;

2.液体具有流动性。

与固体压强相同的是,液体也受到地球引力的作用,因此也受到重力作用。

与固体不同,由于液体具有流动性,因此液体向各个方向都有流动、施加压力作用,因此液体压强的方向是各个方向的。

请同学们回顾刚才讲到的把手放在水盆里案例,无论受的位置如何,手心都会受到“压”的感觉。

我们接下来,会通过具体实验来对液体压强特点进行学习。

液体压强的特点

液体压强的特点

液体内部存在压强。这是由于液体具有流动性,向各个方向都有压强。

在同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。

同种液体中,深度越深,压强越大。

对比不同的液体,在相同的深度,密度大的液体压强大。

实验:研究液体内部的压强

如图所示,利用压强检测装置来检测液体内部的压强。

这些内容同学们最好是扫本页上方二维码看视频,或者在微信公众号初中物理七百讲内查找压强章节的视频来学习。

第1种情况,同一深度不同方向压强的大小比较。

液体压强的检测

第2种情况,不同深度压强的大小比较。

液体压强大小检测

第3种情况,不同液体,同一深度压强大小比较。

液体压强大小因素

液体压强比较实验结论:

由第1种情况可知:在液体内部同一深度,向各个方向都有压强且压强都相等。

由第2种情况可知:同种液体中,深度越深,压强越大。

由第3种情况可知:对比不同的液体,在相同的深度,密度大的液体压强大。

请同学们思考下述问题:在下图中,同种液体,不同形状容器,容器底部处的液体压强大小相等吗?

液体压强是否相等

答案是相等的,因为液体是同种液体,即密度相等,且深度也一样,都是h,故液体压强大小相等。

液体压强公式

液体压强公式是:

p=ρgh

上述公式中,p是液体压强,单位为帕斯卡(Pa);

ρ是液体的密度,单位为千克每三次方米(kg/m3);

g是重力与质量比,单位为牛顿每千克(N/kg);

h是深度,即研究的点,距离液体上表面的垂直距离,单位为米(m);

液体压强大小的推导

下面我们采用假设法来理论探究液体压强的表达式。

这些内容同学们最好是扫本页上方二维码看视频,或者在微信公众号初中物理七百讲内查找压强章节的视频来学习。

如图所示,假设液体内存在如图所示的圆柱状水柱。

在液体不流动的前提下,显然液柱对底面的压力等于自身的重力。

液体压强公式推导

根据压强的定义式:

p=F/S;代入F=G可得:

p=G/S;代入重力G与m关系式G=mg可得:

p=mg/S;代入质量与密度关系式m=ρV可得:

p=ρVg/S;根据体积表达式V=Sh可得:

p=ρgh;

这就是液体压强大小公式及其理论推导过程。

连通器

上端开口,下端联通的容器,叫做连通器。

连通器

连通器原理:

当连通器的同种液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相等的连通器具体如上图所示。

同学们需要注意的是,液面高度总是相等是有前提的,即同种液体,且不流动。

连通器原理,在生活中生产中有很多具体的应用。

连通器原理的应用:船闸

存在大坝、水位差较大的地方,各种船只能从上游到下游、从下游到上游运动,这需要借助大型的连通器,这个大型连通器就是船闸。

这些内容同学们最好是扫本页上方二维码看视频,或者在微信公众号初中物理七百讲内查找压强章节的视频来学习。

船闸的工作原理,如下图所示。

三峡船闸是现今世界上最大的人造连通器。王尚老师以三峡大坝船闸为案例录制了视频讲解,推荐同学们查看。

连通器原理的应用

连通器原理的应用:洗手盆

洗手池下部一般都设有回水弯,这就是一个连通器,满足连通器液面向平的工作原理。

这个连通器有什么用呢?请看王尚老师的视频解析。

连通器原理的应用-洗手池

液体内部是存在压强的,那么作为另一种流体,气体有压强吗?大气压存在吗?

这还真是困扰了人类很多年的问题,这个问题的探讨,请同学们继续阅读9.3《大气压强

《液体压强》基础知识巩固题

1.液体内部产生压强的原因是       。测量工具是       。液体压强的规律:(1)同种液体对               都有压强,液体内部向各个方向都有压强。(2)同种液体在同一深度,向各个方向的压强都       。(3)液体内部压强随       而增大。(4)不同液体的压强与液体的       有关。液体压强公式       

2.连通器定义:       叫连通器。原理:连通器里装有一种液体,且液体不流动时,各容器的液面保持相平。应用:              、乳牛自动喂水器、船闸等都是连通器的原理来工作的。

3.两个完全相同的容器中分别盛有质量相同的水和酒精,则两容器底部受到压力大小       ,压强大小       

4.游泳是最健美的运动,但是游泳用的人潜入水中后,常感到耳朵胀痛,下面说法正确的是       

A.潜入水中越深,胀痛越厉害。

B.在同一深处,耳朵向着水面上比向着水面下的胀痛感轻一些。

C.人在水中竖直向上时,左右耳朵的胀痛感会消失。

D.人潜在水中,只要两耳在同一深度就没有胀痛感。

5.发生在山区的大地震,往往会形成许多堰塞湖,有些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深为55m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。则湖堤底部受到水的压强为       。假设该湖堤底部设计承受最大压强是6×105Pa,那么最多还能允许水面上升       米。

6.一质地均匀的圆柱形玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中悬浮着一冰块,若冰融化前、后水对杯底压强分别是p1、p2,杯底对桌面的压强分别是p3、p4,已知ρ>ρ,则p1       p2,p3       p4,且p1       p3

7.1638年帕斯卡做了著名的“裂桶实验”,他在一个密闭的、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子,然后在楼房的阳台上往管子里灌水,结果,只灌了几杯水,捅竟然裂开了,该实验说明决定水内部压强大小的因素是水的       

8.将冰块放入装有浓盐水的水杯中,冰块漂浮在浓盐水的表面,若冰块完全融化,杯中液面高度将       

9.2010年4月20日,美国的一座深海油井发生爆炸起火,原油在深海油井口处泄露,石油公式派出多个“深潜机器人”潜入水下作业,机器人在下潜过程中,受到水的压强不断       ,机器人下潜到1500m的深度时,受到海水的压强为       Pa,如果漏油井口的面积为0.2m3,则海水在这块面积上产生的压力为       N。(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)

10.学校在改建操场时,工人师傅用一灌水的透明长塑料管检验操场是否水平,当管中的水静止时,管两端的水面一定       ,当塑料管的一端提高10cm,最终管两端水面的高度差成为       

《液体压强》基础知识巩固题答案

1.液体受到重力且具有流动性   压强计   容器底   侧壁   相等   深度的增加   密度   p=ρgh

2.上端开口,下端相连通的容器   茶壶   锅炉水位计

3.相等   相等

4.A

5.5×105Pa   5

6.等于   等于   小于

7.深度

8.上升(提示:根据公式p=ρgh=F/S,总压力不变,总接触面积不变,所以压强不变,冰融化成水后,浓盐水的密度降低,g是常量,所以h升高。)

9.增大   1.5×107   3×106

10.在同一水平面   0

参考文献

初中物理知识点总结

https://chuzhongwuli.com

本文内容与物理知识体系关系

初二下学期物理知识点→9.0《压强》→9.1《液体的压强

关键词:液体的压强;液体压强;连通器

 

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