2020-2021学年第八章 神奇的压强2 研究液体的压强第1课时教学设计

8.2 研究液体的压强 第1课时

教学目标

【知识与技能】

1．通过观察实验，知道液体内部存在压强．

2．认识简易U形压强计．

3．了解液体内部压强特点，知道液体压强的大小跟什么因素有关．

【过程与方法】

学生通过观察、实验探究等亲身体验的学习活动，认识液体压强的特点，感悟转换法、控制变量法、模型法的应用．

【情感、态度与价值观】

通过探究性活动，激发学生的学习兴趣，并养成实事求是的科学态度．

教学重难点

【重点】

液体压强的特点．

【难点】

理解液体内部压强大小的影响因素．

教学过程

知识点一　液体压强的特点

【自主学习】

阅读课本P70－72，完成以下问题：

由于液体受重力作用，所以液体对容器的底部有压强；由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强．

【合作探究】

演示一　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．如图所示．

该现象说明了什么？

答：说明液体存在压强．

演示二　液体压强产生的原因

1．将水倒入上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管．橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？

答：由图甲可知橡皮膜会向下凸出，这是由于液体受到重力的作用，对容器底部会产生压强．

2．将水倒入一端开口、一端封闭，侧壁开口且蒙有橡皮膜的玻璃管．橡皮膜的形状有什么变化？为什么会有这样的变化？

答：橡皮膜会向外凸出；这是由于液体具有流动性，因此对侧壁也有压强．

演示三　压强计

1．压强计的构造是怎样的？

答：液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头、橡皮膜组成．

2．压强计的用途是什么？

答：测量液体内部压强．

3．简述压强计的工作原理．

答：当将压强计的探头放入液体内部某处时，U形管内左右两侧液面就会出现一定的高度差h，两边高度差越大，表示探头处橡皮膜受到的压强越大．

探究一　液体内部的压强特点

向一侧壁扎有两小孔的塑料瓶中装入液体，观察现象．

可看到液体能从容器侧壁的孔中喷出．说明液体对容器侧壁有压强，它的大小与哪些因素有关呢？液体压强的特点又是怎样的呢？

答：实验目的：研究液体内部的压强的特点．

实验器材：微小压强计．

实验原理：如果液体内部存在压强，放在液体里的薄膜就会变形，U形管的两侧液面就会产生高度差．

实验步骤：①如图所示，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．

②如图所示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．

③如图所示，换用不同液体，看看在深度相同时，液体内部的压强是否与液体的密度有关．

实验现象：①同种液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等．②同种液体内部，深度越深，压强越大．③深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大．

实验分析及结论：①液体内部存在压强．②在液体内部的同一深度处，向各个方向的压强都相等．③深度越深，压强越大．④液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大．

【教师点拨】

1．帕斯卡裂桶实验的原因是由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度就很大了，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．

2．压强计上的胶管不能弯折．

3．实验前出现U形管中液面不平时，拆掉胶管接头处，重新接好就可以．

4．深度是指从液面向下到某处的竖直距离，用刻度尺可以测出深度大小．

5．实验过程中用到了控制变量法和转换法．

【跟进训练】

用同一压强计探究液体内部压强的情景如图所示，其中乙（选填“甲”或“乙”）图中橡皮膜底部受到液体压强更大；若两烧杯中分别装的是盐水和水（ρ盐水＞ρ水），根据实验现象，可以确定B（选填“A”或“B”）杯中装的盐水，这是因为在相同的深度，液体密度越大，液体压强越大．

知识点二　液体压强的计算

【自主学习】

阅读课本P72，完成以下问题：

液体压强的公式为p＝ρgh。p表示液体压强，单位是Pa；ρ是液体密度，单位是kg/m3；g是常量；h是液体的深度，单位是m。

【合作探究】

探究二　液体内部的压强

1．液体的压强跟液体的密度、深度有关，那么液体内部某处压强的大小如何确定呢？

答：如图所示，在底面积为S的容器中装有密度均为ρ的某种液体，在深度为h处有一点为A。

关于A点处的液体压强以及A点上方的高度为h的液柱：

这个液柱的体积V＝Sh。

这个液柱的质量m＝ρV＝ρSh。

这个液柱对平面的压力F＝G＝mg＝ρgSh。

平面受到的压强p＝＝ρgh。

因此，深度为h处液体的压强p＝ρgh。

2．液体对容器底部的压力大小与液体的重力大小一定相等吗？

答：不一定相等．如图所示，在不同形状的容器中，由F＝pS＝ρghS、G＝ρgV计算可知，F甲＝G液，F乙<G液，F丙>G液．

【教师点拨】

液体压强计算公式p＝ρgh是利用定义式p＝推导出来的，对于具有规则形状的侧壁的竖直容器，液体对于容器产生的压强可以利用p＝ρgh计算，也可以利用p＝计算，结果是一样的．对于其他不规则的容器，计算液体压强要用p＝ρgh，否则会出现错误．

【跟进训练】

一种潜水服可以承受5.5×104 Pa的压强，那么潜水员穿上这样的衣服，潜入水中的最大深度是多少？（g取10 N/kg）

解：由p＝ρgh可得，潜入水中的最大深度h＝＝＝5.5 m．

课堂小结

1．液体压强的特点

（1）液体压强产生的原因

（2）测量工具：压强计

（3）液体压强的特点

2．液体压强的计算：p＝ρgh