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1、6.3 液體壓強(qiáng)
第一課時(shí)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、理解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律。會(huì)利用p=pgh計(jì)算液體壓強(qiáng)。
2、在“探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)會(huì)猜想、觀察實(shí)驗(yàn)、控制變量方法。
[經(jīng)典例說]
例1.某小組同學(xué)在課堂上做了以下實(shí)驗(yàn):他將圖1裝置中的金屬盒(橡皮膜向上)固定在量筒下部,然后沿筒壁慢慢向量筒內(nèi)加水,這時(shí)U型管左管內(nèi)液面逐漸下降,右管內(nèi)液面上升。由此可見他們?cè)谘芯縚________________________之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明:
圖1
_____________________________________________________
2、__________。
解析:把U形管壓強(qiáng)計(jì)放入量筒中,然后沿筒壁慢慢向量筒內(nèi)加水,U形管壓強(qiáng)計(jì)兩邊的高度差增加,說明液體內(nèi)部壓強(qiáng)增大。液體密度不變,液體的深度增加,導(dǎo)致液體內(nèi)部壓強(qiáng)增大,所以他們是在研究液體壓強(qiáng)與液體深度的關(guān)系的,可以得出的結(jié)論是:同一種液體中,深度越深,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
參考答案:液體壓強(qiáng)與液體深度;深度越深,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
圖2
例2.如圖2所示,瓶中裝有一定量的水,放在水平地面上。豎直放置時(shí)a圖,水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)為PA,瓶對(duì)地面的壓強(qiáng)為P'A,若將它豎直倒置b圖,水對(duì)瓶蓋的壓強(qiáng)為PB,瓶對(duì)地面的壓強(qiáng)為P'B。(1)若PB>PA,根
3、據(jù)這個(gè)事實(shí),可以得出的結(jié)論是:___________________________________________;(2)若P'B>P'A,根據(jù)這個(gè)事實(shí),可以得出的結(jié)論是:____________________________________________;
解析:本題(1)研究的是液體內(nèi)部壓強(qiáng)于液體密度和液體深度的關(guān)系。根據(jù)題意,液體的密度不變,把瓶子倒置時(shí),水的深度不同,液體的壓強(qiáng)不同,且深度越深,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。因此正確答案為:液體密度相同,深度越深,壓強(qiáng)越大。(2)本題研究的是影響固體壓強(qiáng)大小,無論瓶子怎樣放置,它對(duì)桌面的壓力是不變的,都等于瓶的重力加上水的重力,當(dāng)瓶倒置時(shí),
4、受力面積減小,壓強(qiáng)變大。所以正確答案為:壓力相同,受力面積越小,壓強(qiáng)越大。
參考答案:(1)液體密度相同,深度越深,壓強(qiáng)越大。
(2)壓力相同,受力面積越小,壓強(qiáng)越大。
圖3
例3.如圖3所示兩支相同的試管內(nèi),裝有質(zhì)量相等的不同液體,A管豎直放置,B管傾斜放置,此時(shí)兩管內(nèi)液面處于同一水平位置,如圖所示.則管底受到液體的壓強(qiáng)是 ( ?。?
A.一樣大. B.A管底大. C.B管底大. D.無法判斷。
解析:兩支相同的試管內(nèi),裝有質(zhì)量相等的不同液體,液面處于同一水平位置,說明液體的深度相同,則液體密度越大,壓強(qiáng)越大。根據(jù)公式,質(zhì)量相同,A的體積小,密度大,所以A管底受到的壓強(qiáng)大。
5、
參考答案:B。
例4.下表是某同學(xué)在做“研究液體的壓強(qiáng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
序
號(hào)
液體
深度
(cm)
橡皮膜
方 向
左液面
(cm)
右液面
(cm)
液面高度差
(cm)
1
水
4
朝上
116
152
36
2
4
朝下
116
152
36
3
4
朝側(cè)面
116
152
36
4
8
97
171
74
5
12
80
188
108
6
鹽水
12
70
198
128
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),比較序號(hào)為___________的三組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在
6、同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;
(2)比較序號(hào)3、4、5的三組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:______________________________________;
(3)比較序號(hào)為_____________的兩組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:液體的壓強(qiáng)還跟液體的密度有關(guān)。
解析:由表中數(shù)據(jù),序號(hào)1、2,3的實(shí)驗(yàn),壓強(qiáng)計(jì)在同種液體(水)中的同一深度(4 cm)處,壓強(qiáng)計(jì)液體高度差相等(都是36 cm),說明雖然橡皮膜的朝向不同,但液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。同樣方法比較序號(hào)為3、4,5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知在同種液體中,隨著深度的增加(4cm、8cm、120 cm),液體的高度差也由36 cm增大到74 cm和
7、108 cm。即壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。比較序號(hào)為5、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知在同一深度(12cm)的不同液體(水、鹽水)中,液面的高度差大小不同(108 cm、128 cm),說明液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)。
參考答案:(1)1、2、3;
(2)同種液體(水)中,壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;
圖4
(3)5、6。
例5. 如圖4所示,容器中裝有水,求A點(diǎn)處的壓強(qiáng)。
解:
例6. 如圖5所示的容器,高h(yuǎn)=20厘米,底面積S=1.0×10-2米2,容積V=4.0×10-3米3,當(dāng)此容器盛滿水時(shí),求: (1)水對(duì)容器底的壓強(qiáng);(2)水對(duì)容器底的壓力;(3)水的重力。
8、
圖5
解析:液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可根據(jù)P=pgh求解。液體對(duì)容器底的壓力不一定等于液體的重力,應(yīng)運(yùn)用F=Ps計(jì)算。
解:(1) P=ρgh=1.0×l03千克/米3×9.8牛/千克×0.20米=1960帕
(2)F=PS=1960帕×1.0×10-2米2=19.6牛;
(3)m=ρV=1.0×l03千克/米3×4.0×10-3米3=4.0千克,
G=mg=4.0千克×9.8牛/千克=39.2牛。
[夯實(shí)基礎(chǔ)]
1. 研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的儀器叫_______________,液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與___________和_____
9、______有關(guān),與___________和___________無關(guān)。(選填“液體體積”、“液體密度”“液體質(zhì)量”或液體深度“)。
2. 實(shí)驗(yàn)研究表明,在液體內(nèi)部向_____________方向都有壓強(qiáng),液體的壓強(qiáng)隨___________而增大,并與液體的_____________有關(guān),對(duì)同一種液體,在同一深度處,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小____________。
3. 如圖所示,容器的側(cè)壁上開有三個(gè)小孔,水從小孔中流出,三種情況中正確的是______圖。
第5題圖
第4題圖
第3題圖
4. 如圖所示,比較容器中各點(diǎn)壓強(qiáng)的大?。?1)在圖(a)中B
10、點(diǎn)和C點(diǎn)深度相同,而A點(diǎn)比B點(diǎn)深,則pA________pB ________pC;(2)在圖(b)中,壓強(qiáng)pA________pB ________pC________pD。(均選填“>”“<”或“=”)。
5. 如圖所示的容器中盛滿水,器壁上A點(diǎn)處水的深度為_______米,B點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)為___________帕;若容器的底面積為0.04米2,則容器底受到水的壓力為_______牛。
6. 如圖所示,一根細(xì)玻璃管插入瓶子的塞子上,瓶內(nèi)和細(xì)管裝滿酒精,已知瓶底的面積為30厘米2,求(1)酒精對(duì)瓶
11、塞的壓強(qiáng)。(2)酒精對(duì)瓶底的壓力。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
第6題圖
[能力提升]
7. 如圖所示,兩只容積相等、但高度和底面積都不相等的圓柱形容器,都盛滿水且放在水平桌面上,則兩容器底面受到水的壓強(qiáng)PA_______PB,兩容器底面受到水的壓力FA________FB。(均選填“>”、“<”或“=”)。
第9題圖
第8題圖
第7題圖
8. 如圖所示,在裝水的容器中伸入一手指(手指不碰到容器底,且水不溢出),這時(shí)容器底部受到水的壓力將________,所受水的壓強(qiáng)將________。(均選填“變大”、“變小”或“不變”
12、)。
9. 用兩個(gè)完全相同的U形管壓強(qiáng)計(jì)分別測量A、B兩種液體(ρB>ρA)內(nèi)部的壓強(qiáng),測量情況如圖所示,則根據(jù)測量情況可以得出的結(jié)論是: _______________________________________
____________________________________________。
10. 如圖所示,有一放置在水平地面上的容器重為20牛,內(nèi)裝有重為50牛的水,水深為0.1米,底面積為0.02米2,求
(1)水對(duì)容器底面的壓力;
(2)容器對(duì)地面的壓強(qiáng)。
第10題圖
11. 在面積為0.5米2的水平桌面上放一個(gè)空容器,容器的底面積為2×10
13、-2米2,它對(duì)桌面的壓強(qiáng)為300帕。當(dāng)容器內(nèi)倒入重為30牛的水后,容器中水的深度為0.2米。求:(1)容器所受的重力。(2)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)。(3)裝水后容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
[拓展提高]
12. 兩個(gè)相同的圓柱形容器分別裝有水和酒精,甲、乙兩個(gè)小球分別浸沒在水和酒精中,此時(shí)液體對(duì)兩容器底部的壓強(qiáng)相等。若不計(jì)液體損耗,分別取出小球后,水和酒精各自對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量相等。則甲球的體積______乙球的體積;兩容器中,水的質(zhì)量__________酒精的質(zhì)量。(均選填“大于”、“等于”或“小于”)
13. 如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)容器底面積相等、高度相等,但形狀不同,裝滿同
14、一種液體,則容器底部所受到的壓強(qiáng)和壓力: ( )
A.P乙>P 丙>P甲,F(xiàn)甲>F 丙>F乙
B. P丙>P乙 >P甲,F(xiàn)甲>F乙>F丙
第13題圖
C. P乙=P 丙=P甲,F(xiàn)乙=F 丙=F甲
D. P甲>P 丙>P乙,F(xiàn)乙>F 丙>F甲
第14題圖
14. 某小組同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素”,他們用壓強(qiáng)計(jì)分別投入三種不同液體的不同深度,進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn),他們仔細(xì)觀察U形管兩邊液面的高度,發(fā)現(xiàn)每組U形管兩邊液面高度差相同,且第一組最大,第二組其次,第三組最小,實(shí)驗(yàn)中記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)分別如表一、表二、表三。
15、 表一 表二 表三
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
液體密度
(千克/米3)
深度
(米)
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
液體密度
(千克/米3)
深度
(米)
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
液體密度
(千克/米3)
深度
(米)
1
0.8× 103
0.40
4
0.8× 103
0.20
7
0.8× 103
0.10
2
1.0×103
0.32
5
1.0×103
0.16
8
1.0×103
0.08
3
1.6×103
0
16、.20
6
1.6×103
0.10
9
1.6×103
0.05
(1)分析比較實(shí)驗(yàn)1、4和7(2、5和8或3、6和9)的數(shù)據(jù)及觀察到現(xiàn)象,可得出的初步結(jié)論是:______________________________________________________________________________。
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)_________________的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象,可得出的初步結(jié)論是:___________________________________________________。
(3)進(jìn)一步分析比較表一、表二和表三的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,并歸納
17、出結(jié)論:
a、分析比較表一、表二或表三的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,并歸納出結(jié)論:____________________________。
b、分析比較表一、表二和表三的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,并歸納出結(jié)論:____________________________。
液體壓強(qiáng)(一)參考答案:
[夯實(shí)基礎(chǔ)]
1. U形管壓強(qiáng)計(jì);液體深度;液體密度;液體質(zhì)量;液體體積。
2. 各個(gè);深度增加;液體密度;相等。
3. b
4. (1)>;>;(2)>;=;>
5. 0.1;980;117.6
6. (1)
(2)
[能力提升]
7. <;=。
8. 變大;變大。
9. 液體的深度相同,液體密度越大,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
10. (1)
(2)
11. (1)
(2)
(3)
[拓展提高]
12. 小于;等于。
13. C
14. (1)同種液體中,深度越深壓強(qiáng)越大。(2)3與4、6與7;深度相同,液體密度越大,壓強(qiáng)越大。(3)a.液體密度與深度的乘積相同,液體內(nèi)部壓強(qiáng)相同;b.液體密度與深度的乘積越大,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
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