初中物理教科版八年级下册第九章 压强2 液体的压强教案设计

第2节　液体的压强

教学目标

【知识与技能】

1．知道微小压强计的构造和使用方法．

2．通过实验探究，知道液体内部压强规律，发展学生由猜想到实验设计、现象分析的能力，由现象概括结论的归纳能力和创造性思维能力．

3．能用公式p＝ρgh计算液体内部的压强．

4．能用液体压强公式解释帕斯卡实验，培养学生用理论解释实验现象的能力．

【过程与方法】

1．通过完整的实验探究过程，让学生体会物理实验是研究问题的重要方法，明确探究是研究物理问题的基本方法．

2．通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验，引导学生初步学习替代的思想，了解它是物理学中常用的思维方法之一．

【情感、态度与价值观】

通过各个教学环节，激发学生的求知欲，并使学生体验探究的乐趣，培养学生乐于探究物理知识的精神．

重点难点

【重点】

通过实验探究液体压强和哪些因素有关．

【难点】

推导液体压强大小的计算公式，并能进行简单计算．

教学过程

知识点一　液体压强的特点

【自主学习】

阅读课本P41－42，完成以下问题：

1．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．

2．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．

【合作探究】

演示一　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：由图乙可知橡皮膜会向外凸出；这是由于液体具有流动性，因此对侧壁也有压强．

演示二　测量工具：微小压强计

1．微小压强计的构造是怎样的？

答：微小压强计主要由U形管、橡皮管、探头、橡皮膜组成．

2．微小压强计的用途是什么？

答：是测量液体内部压强的仪器．

3．简述微小压强计的工作原理．

答：当将微小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，观察其现象．

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保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，探究液体内部同一深度各个方向压强的关系．

②增大探头在水中的深度，探究液体内部的压强与深度的关系．

③换用不同液体，探究在深度相同时，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同种液体内部压强，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．压强计上的胶管不能弯折．

2．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．

3．深度是指从液面向下到某处的竖直距离，用钢尺可以读出深度大小．

4．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　液体压强的大小

【自主学习】

阅读课本P42－44，完成以下问题：

液体压强的计算公式为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　液体压强的计算公式

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：可将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中(如图甲所示)，来定量研究液体压强的大小．

如图乙所示，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．

设水的密度是ρ，玻璃管的内截面积是S，橡皮膜距水面的深度是h.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．

橡皮膜受到的压力F水柱＝pS.

F水柱＝G水柱＝mg＝ρVg＝ρShg.

橡皮膜受到的压强p＝＝ρgh.

因此，深度为h处液体的压强为p＝ρgh.

2．公式中深度h是指什么的深度？

答：指的是液体中被研究点到自由液面(与大气相接触的液面)的竖直距离．

3．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．

探究三　谁受的压强大

不同鱼缸里的两条鱼各自趴在水底．它们谁受的压强大呢？

答：乙受的压强大些．因为液体内部压强只与液体的密度和所处深度有关．

知识拓展　帕斯卡实验

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．

原来由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度h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．

【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：微小压强计．

(3)液体压强的特点．

2．液体压强的大小

p＝ρgh

练习设计

完成本课对应训练．