初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第二节 液体压强背景图课件ppt

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这个密闭容器最后为什么会爆裂呢？
如图所示，放在水平桌面上的杯子对桌面有压力，会对桌面产生压强。装在杯子里的水对杯子底部会产生压强吗？水对杯子侧壁会产生压强吗？
现象：向上端开口、下端蒙有橡胶膜的容器内加水后，橡胶膜向下凸起。
下面的橡胶膜凸出说明什么？
由于液体自身的重力产生了压强。
现象：向上端开口、下端封闭、侧壁开口且蒙有橡胶膜的容器内加水后，橡胶膜向外凸起。
侧面的橡胶膜为什么凸出？
液体由于具有流动性，因此对容器的侧壁有压强。
（1）由于液体受重力的作用，且具有流动性，所以液体对阻碍它下落的容器底和阻碍它散开的容器壁都会产生压强。
（2）容器内部各部分液体之间相互挤压，也会产生压强，所以液体内部向各个方向都有压强。
探究液体压强与哪些因素有关问题与猜想 液体内部同一深度处不同方向的压强是否相等呢？液体内部不同深度处的压强是否相等呢？如果不相等，又遵循什么规律呢？
微小压强计是专门用来研究液体内部压强的仪器。
原理：当探头上的薄橡胶膜不受外力作用时，U形管两侧液面等高；当薄橡胶膜受到外力作用而向里凹陷时，U形管两侧液面会出现高度差，高度差反映探头所在位置液体的压强。压强越大，高度差越大，反之亦然。
1.将微小压强计的探头放入水中较浅处，记录U形管两侧液面的高度差。
2.保持探头在液面下的深度不变，改变探头的朝向，记录不同情况下U形管两侧液面的高度差。
3.记录并改变探头在液面下的深度，重复步骤2，进行多次测量。
4.将容器中的水换成浓食盐水，重复上述步骤。
将实验数据记录在下表中。
收集证据按以下步骤进行实验。
探究液体压强与哪些因素有关
控制探头在水中的深度不变，改变探头的朝向。
现象：U形管两边液面的高度差不变。
液体内部压强与方向无关
保持探头的朝向不变，改变探头在水中的深度。
现象：U形管两边液面的高度差变大。
液体内部压强随深度的增加而增大
将水换成浓食盐水，控制探头的朝向、深度不变。
现象：U形管两边液面的高度差不一样。
液体内部的压强跟液体的密度有关
通过上面的实验探究，对于液体内部的压强，我们可以得出如下的结论：
（1）液体内部______都存在压强。
（2）在液体内部同一深度处，各个方向的压强_______。
（3）液体内部的压强随深度的增加而________。
（4）液体内部的压强跟液体的密度________。
同一深度处液体的密度越大，压强越大。
大坝上窄下宽，是因为液体内部的压强随深度的增加而增大，坝底受到水的压强大，下宽能耐压。
带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中，内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋，由于外界压强的忽然降低，内脏器官会爆裂而导致死亡。
液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服要比浅海潜水要更耐压，更厚重些。
前面的实验结论只说明了液体内部压强的定性规律，如果想知道液面下深度为 h 处的压强数值，应如何计算呢？
如图所示，容器中装有密度为 ρ 的液体，要计算液体在深度为 h 处产生的压强 p，可在液体中取底面积为 S 、高为 h 的一个圆柱形液柱为研究对象。
所以液体在深度为 h 处的压强为
当液面静止时，这个液柱也处于静止状态，所以液柱底面所受液体产生的竖直向上的压力 F与液柱所受重力 G 的大小相等，即
h 是指液体的深度，即自由液面到所求点的距离。
液体内部压强计算公式：
液体压强与液体密度、深度有关，与液体横截面积无关。
例题 2019年，我国研发的软体机器人深潜至 10900 m的马里亚纳海沟深处进行测试。这款机器人长 22 cm（体长 11.5 cm，尾长 10.5 cm），翼展宽度为 28 cm，如图所示。海水的密度 ρ海水取 1.03×103 kg/m3，g 取 10 N/kg。求：（1）在 10900 m 深处，软体机器人受到的海水产生的压强有多大？（2）若该软体机器人一个侧翼上表面的面积大约是 70 cm2，在 10900 m深处时，这个侧翼上表面受到的海水产生的压力约为多大？
分析 根据 p=ρgh 可求出海水产生的压强，通过 F=pS 可求出软体机器人这个侧翼上表面所受的压力。解（1）10900 m 深处，软体机器人受到的海水产生的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×10900 m =1.1×108 Pa。（2）由 F=pS 可得，软体机器人这个侧翼上表面受到的海水产生的压力 F=pS=1.1×108 Pa×70×10-4 m2 =7.7×105 N。答：（1）在 10900 m 深处，软体机器人受到的海水产生的压强为 1.1×108 Pa。（2）该软体机器人这个侧翼上表面受到的海水产生的压力约为 7.7×105 N。
1.如下图所示，甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器，若三个容器中装有质量相等的水(水均不溢出)，三个容器底部受到水的压强（ ）。A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D.一样大
【选自教材P70 自我检测 第3题】
2.盛有水的杯子内水深 8 cm，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取 10 N/kg，求距离杯底 2 cm 处水产生的压强。
解：p=ρ水gh =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(8×10-2 m-2×10-2 m) =600 Pa。
【选自教材P70 自我检测 第1题】
3.一艘潜水艇潜入海面以下 100 m 深处时，潜水艇上面积为 2 m2 的舱盖受到海水产生的压强和压力各是多大？如果该潜水艇再下潜 50 m，这个舱盖受到的压力变为多大？（海水的密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg）
解：潜水艇潜入海面以下100m深处时舱盖所受的压强为
p1=ρ海水gh1=1.03×103kg/m3×10N/kg×100m=1.03×106Pa。
F1=p1S=1.03×106Pa×2m2=2.06×106N。
【选自教材P70 自我检测 第2题】
潜水艇潜入海面以下150m深处时舱盖所受的压力为
F2=p2S=ρ海水g(h2+h2)S =1.03×103kg/m3×10N /kg×(100m+50m) ×2m2 =3.09×106N
4.如图所示，平底烧瓶底面积为 30 cm2，内装 500 mL水，水的深度为 10 cm，烧瓶放置在表面积为80 dm2 的水平桌面上。容器自重和容器的厚度均可忽略不计，求：（1）水对烧瓶底的压力；（2）桌面受到的压强。
5.帕斯卡在1648年做了一个实验（如图）。在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插进一根细长的管子，管子与桶盖之间密封。他从楼房的阳台上向管中灌水，只用了几杯水，就把桶撑裂了。你能解释这个现象吗？请设计一个类似的实验并动手试一试。
【选自教材P70 自我检测 第4题】
解：几杯水的体积很小，所受重力也很小，但是将几杯水装在细长的管子中，可以使水的高度很大，也就是使木桶中水的深度迅速变大，根据公式 p=ρgh 可知，木桶受到的压强迅速增大，就会把木桶撑裂。实验设计：在矿泉水瓶瓶壁同一竖直线上从上到下扎几个大小相同的孔，再用胶带封好，待瓶内注满水时，撕下胶带，会发现越靠近瓶底的孔中水射出的距离越远。