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【大單元整體教學(xué)】物理學(xué)科人教版八年級下冊第九章分課時設(shè)計課題液體的壓強(qiáng)課型新授課√復(fù)習(xí)課試卷講評課其他課1.教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)知識綜合性較強(qiáng),它是在學(xué)習(xí)了密度、力、平衡力和壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上展開的。這些知識又為后面浮力的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容由“液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)”“液體壓強(qiáng)的大小”“連通器”三部分內(nèi)容組成。本節(jié)從液體的流動性和重力出發(fā)研究了液體內(nèi)部壓強(qiáng)的存在和特點(diǎn),又重點(diǎn)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的影響因素,利用實(shí)驗(yàn)定性探究液體壓強(qiáng)與密度、深度的關(guān)系。利用物理模型從壓強(qiáng)的定義公式推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的定性計算。連通器是液體壓強(qiáng)的典型應(yīng)用,通過三峽船閘的實(shí)例可以使學(xué)生明白物理在生活中的應(yīng)用,從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的熱情。2.學(xué)習(xí)者分析液體壓強(qiáng)是在學(xué)完壓力和壓強(qiáng)之后學(xué)習(xí)的,通過之前的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)理解了壓力、壓強(qiáng)的特點(diǎn)及其增大減小壓強(qiáng)的等知識;已學(xué)會固體壓強(qiáng)計算的方法。具備了學(xué)習(xí)本節(jié)部分內(nèi)容的知識和能力基礎(chǔ)。他們對本節(jié)課所涉及的有關(guān)液體的壓強(qiáng)知識,在生活中已有一定的感性認(rèn)識。但靈活應(yīng)用液體壓強(qiáng)知識判斷比較液體壓強(qiáng)的大小關(guān)系,利用液體壓強(qiáng)和固體壓強(qiáng)知識解決一些綜合問題的方法還有一定難度。3.學(xué)習(xí)目標(biāo)確定與教學(xué)重難點(diǎn)(1)通過演示液體對容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng),加強(qiáng)觀察、分析、歸納的能力;(2)通過探究,了解液體壓強(qiáng)大小跟什么因素有關(guān);知道液體內(nèi)部不同深度處壓強(qiáng)的大小和方向;(3)通過推導(dǎo),掌握液體壓強(qiáng)與液體的密度和深度的定量關(guān)系,并能進(jìn)行簡單計算;(4)通過對演示實(shí)驗(yàn)的觀察,了解連通器的工作原理;通過對連通器特點(diǎn)的分析,解釋生活中有關(guān)的現(xiàn)象。本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。教學(xué)難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計、液體壓強(qiáng)計算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用液體壓強(qiáng)特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)公式解決實(shí)際問題。4.評價量表《壓強(qiáng)》的評價量表任務(wù)列表任務(wù)要求(滿分:30分)學(xué)生自評同學(xué)互評教師評價任務(wù)一:液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)觀察思考、動手參與實(shí)驗(yàn)和交流討論得出結(jié)果(10分)任務(wù)二:液體壓強(qiáng)的大小能夠獨(dú)立推導(dǎo)液體壓強(qiáng)大小計算公式,能總結(jié)計算液體對容器底壓力和壓強(qiáng)問題的一般方法(10分)任務(wù)三:連通器知道連通器的概念及特點(diǎn),能解釋生活中利用連通器的現(xiàn)象(10分)5.學(xué)習(xí)活動設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖/學(xué)習(xí)評價任務(wù)一:引入新課1.播放視頻:“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器是我國首臺自主設(shè)計、研制的作業(yè)型深海載人潛水器,設(shè)計最大下潛深度為7000米級,是目前世界上下潛最深的作業(yè)型載人潛水器。
2.潛水員潛入水中時為什么要穿潛水服潛水?3.據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn):在水下100多米深度,食品罐頭也會被壓爆,人體血管會收縮,肺部會被壓縮到橘子般大小,許多魚類都無法在那樣的深度生存。觀賞、體會與力有液體壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象,針對問題積極思考可以暫時不回答。感受我國的最新成就,激發(fā)民族自豪感。水下環(huán)境多數(shù)學(xué)生未知,水中巨大的壓強(qiáng)學(xué)生更不知道,這種神秘感更能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī)。任務(wù)二:液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)思考:水對容器底是否有壓強(qiáng)?怎樣顯示水對容器底的壓強(qiáng)?液體對容器底部的壓強(qiáng)方向向哪?將剛才的飲料瓶側(cè)放,觀察橡皮膜平還是不平?向哪個方向凸出?這說明什么?講述:液體對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)的原因是液體具有流動性。那么,液體內(nèi)部是否有壓強(qiáng)呢?演示:如圖,將一個上、下、左、右四面都帶有橡皮膜的密閉立方體容器放進(jìn)盛水的玻璃杯中,同學(xué)們能觀察到什么現(xiàn)象?這說明什么問題?從橡皮膜形變的方向能不能反映出壓強(qiáng)的方向?
再仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,還能發(fā)現(xiàn)一點(diǎn),就是四個橡皮膜向里凹進(jìn)的程度不同。凹進(jìn)的程度能說明什么呢?
液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度增加而增大。在同一深度,壓強(qiáng)可能相等。
這個判斷是否正確,還需要更精密的測量工具,設(shè)計更合理的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。這個更精密的測量工具就是壓強(qiáng)計,大家結(jié)合壓強(qiáng)計的實(shí)物和課本上的圖片,說出它的構(gòu)造。壓強(qiáng)計是怎樣工作的呢?
演示讓學(xué)生觀察:沒有力作用在橡皮膜上時,U形管兩邊的液面相平。手按在橡皮膜上時,U形管兩邊的液面還相平嗎?按橡皮膜的手再用力些,U形管兩邊的液面又有什么變化?
講述:手按在橡皮膜上時,手給橡皮膜一個壓強(qiáng),使橡皮膜向里凹進(jìn),縮小了橡皮膜內(nèi)密封的空氣的體積,氣壓變大,使U形管兩邊的液面左低右高。作用在橡皮膜上的壓強(qiáng)越大,U形管兩邊液面的高度差也越大。
演示:將壓強(qiáng)計的金屬盒放入水中,觀察到什么現(xiàn)象?說明什么?使橡皮膜分別朝上、朝下、朝左、朝右,觀察U形管兩邊液面是否始終存在高度差?表明什么?
總結(jié):壓強(qiáng)計能反應(yīng)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小和方向。壓強(qiáng)計中U型管中液面的高度差能反映液體壓強(qiáng)的大小,高度差大,反映液體壓強(qiáng)大;橡皮膜的朝向可以改變,便于比較水內(nèi)不同方向的壓強(qiáng)大小。橡皮膜在水中的方向能反映出液體壓強(qiáng)的方向,若橡皮膜朝下,表明它受到的液體壓強(qiáng)方向向上。
通過剛才的學(xué)習(xí),大家認(rèn)為液體內(nèi)部有壓強(qiáng)嗎?液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)?你怎樣設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?
明確實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,學(xué)生探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律。
師生總結(jié),液體壓強(qiáng)的特點(diǎn):液體由于具有重力和流動性,對容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng);液體內(nèi)部不僅有向下的壓強(qiáng),也有向上的壓強(qiáng),液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng);在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)都相等;深度增大,液體的壓強(qiáng)增大;液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體的密度越大,壓強(qiáng)越大。
解釋現(xiàn)象:1.潛水員下潛深度為什么會有限制?2.攔河壩截面為什么設(shè)計成上窄下寬的梯形?把飲料瓶底剪掉,換成橡皮膜,然后倒入水,觀察到橡皮膜發(fā)生了形變(如圖所示),這說明液體對容器底部有壓強(qiáng)。因?yàn)橄鹌つな窍蛳掳l(fā)生了形變,說明液體對容器底部的壓強(qiáng)方向向下。產(chǎn)生這個壓強(qiáng)的原因就是液體受到重力。橡皮膜向外凸出,說明液體對容器側(cè)壁有向外的壓強(qiáng)。我們看到四個原本平平的橡皮膜都向里凹進(jìn),這說明液體內(nèi)部也存在壓強(qiáng)。
從橡皮膜形變的方向能不能反映出壓強(qiáng)的方向。最上面的橡皮膜向下凹進(jìn),說明它受到水向下的壓強(qiáng);最下面的橡皮膜向上凹進(jìn),說明它受到水向上的壓強(qiáng);兩邊的橡皮膜向右、向左凹進(jìn),說明它受到水向右、向左的壓強(qiáng)。這說明液體內(nèi)部不僅有壓強(qiáng),而且向各個方向都有壓強(qiáng)。最上面的橡皮膜凹進(jìn)的最小,左右兩面凹進(jìn)程度相同,但要比上面的大些;下面的橡皮膜凹進(jìn)程度最大。橡皮膜凹陷程度越大,說明它受到的壓強(qiáng)越大。所以還能說明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度增加而增大。在同一深度,壓強(qiáng)可能相等。壓強(qiáng)計主要由一側(cè)裝有橡皮膜的金屬盒、橡皮管、U形玻璃管(內(nèi)裝著色液體)、刻度板等組成。沒有力作用在橡皮膜上時,U形管兩邊的液面相平。手按在橡皮膜上時,U形管兩邊的液面有高度差。用力越大,U形管兩邊的液面高度差越大。觀察到U形管兩邊液面出現(xiàn)高度差,這表明橡皮膜受到了水的壓強(qiáng)。也就說液體內(nèi)部有壓強(qiáng)。U形管兩邊液面始終存在高度差表明液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。學(xué)生思考并回答:把壓強(qiáng)計的橡皮膜放在水中,觀察U形管兩邊液面是否有高度差,就可以知道液體內(nèi)部是否有壓強(qiáng)。保持金屬盒在水中的深度不變,改變橡皮膜的朝向,可以研究液體內(nèi)部不同方向壓強(qiáng)的關(guān)系。改變金屬盒的深度能研究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。將水換成鹽水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能研究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系。積累感性經(jīng)驗(yàn),為下面的探究做準(zhǔn)備。用橡皮膜形變程度反映壓強(qiáng)大小,為學(xué)習(xí)壓強(qiáng)計做鋪墊。
通過手按與放入液體中都能使高度差改變的對比,讓學(xué)生清楚壓強(qiáng)計能反應(yīng)液體壓強(qiáng)的工作原理。【評價標(biāo)準(zhǔn)】觀察思考、動手參與實(shí)驗(yàn)和交流討論得出結(jié)果(10分)能夠和小組同學(xué)一起操作實(shí)驗(yàn)、收集、分析數(shù)據(jù),歸納得出結(jié)論(8分)對科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的方法還不太了解,實(shí)驗(yàn)操作不太熟練(6分)任務(wù)三:液體壓強(qiáng)的大小思考:我們已經(jīng)知道液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度和液體密度有關(guān),那么液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度和液體密度有怎樣的數(shù)量關(guān)系呢?我們假想在液體內(nèi)部深度h處有一很薄的小液片,小液片的面積為S(如圖所示)。小液片要受到它上面液體的壓力F,這個壓力就等于上面液體的重力G,而重力G大小與質(zhì)量m有關(guān),質(zhì)量m與液體密度ρ和體積V有關(guān)。利用上述物理量,能否計算出小液片受到的壓強(qiáng)?
液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式:
說明:(1)公式適用的條件為:液體。(2)公式中各符號代表的物理量及其單位:p──壓強(qiáng)──Pa;ρ──密度──kg/m3;g──9.8N/kg;h──深度──m。深度是指從液面到所研究的那點(diǎn)的垂直距離,而不是從該點(diǎn)到容器底或到封閉的容器上蓋面的距離。(3)從公式中看出:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān),而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。著名的帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)充分說明這一點(diǎn)。
出示例題,指導(dǎo)演練。畫出模型,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)。運(yùn)用液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式:進(jìn)行運(yùn)算,并得出求液體對容器底壓力和壓強(qiáng)問題的一般方法。用理論上的推導(dǎo)能進(jìn)一步驗(yàn)證前面科學(xué)探究的正確性。推導(dǎo)過程中因?yàn)樯婕暗角懊鎸W(xué)過的較多的知識點(diǎn),教師要幫助學(xué)生,適當(dāng)指導(dǎo)。【評價標(biāo)準(zhǔn)】能夠獨(dú)立推導(dǎo)液體壓強(qiáng)大小計算公式,能總結(jié)計算液體對容器底壓力和壓強(qiáng)問題的一般方法(10分)不能獨(dú)立推導(dǎo)液體壓強(qiáng)大小計算公式,能進(jìn)行簡單計算(8分)對概念的理解還有點(diǎn)模糊,運(yùn)用公式計算還不熟練(6分)任務(wù)四:連通器多媒體展示圖片,請同學(xué)們觀察它們的共同特點(diǎn)。演示連通器如圖所示,在連通器內(nèi)裝入紅水,平放在講桌上,在水不流動時,幾個容器中的水面有什么關(guān)系?將連通器靠近黑板后并引導(dǎo)學(xué)生觀察水面找學(xué)生畫出各液面所在黑板上的位置,連線。用黑板擦把連通器的底座墊成傾斜的(即連通器斜放置在講桌上),再觀察幾個容器中的水面是否相平?總結(jié):連通器里裝一種液體且液體不流動時,各容器中的液面總是相平的。茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是應(yīng)用連通器原理的例子。課件展示:三峽船閘。學(xué)生觀察,參與實(shí)驗(yàn)。觀看課件,能說出工作過程。各液面是否相平很難觀察,特別是在連通器傾斜的情況下,因此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法可減少視差帶來的誤差,從而使結(jié)論更準(zhǔn)確科學(xué)。
展示物理科學(xué)的應(yīng)用價值,同時激發(fā)民族自豪感。【評價標(biāo)準(zhǔn)】知道連通器的概念及特點(diǎn),能解釋生活中利用連通器的現(xiàn)象(10分)知道連通器的概念及特點(diǎn),對解釋生活中利用連通器的現(xiàn)象還存在一定困難(8分)知道連通器的概念及特點(diǎn)(6)6.板書設(shè)計1.液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn):(1)液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。(2)在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強(qiáng)都相等。(3)液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。(4)在相同深度,液體的壓強(qiáng)隨密度的增大而增大。2.計算公式:p=ρgh3.連通器(1)定義:上端開口、下端連通的容器。(2)特點(diǎn):裝相同的液體,當(dāng)液體不流動時,連通器各部分中的液面高度總是相同的。(3)應(yīng)用:船閘、鍋爐水位計。7.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計1.如圖所示,、、是三個圓柱體容器,分別裝有水或酒精。和兩容器的底面積相同,且其中的液體深度也相同。比較、、三個容器中液體對容器底部的壓強(qiáng),有、(選填“大于”“小于”或“等于”)。不好直接比較、兩容器中液體對容器底部壓強(qiáng)的大小,原因是。
【答案】小于大于見解析【詳解】[1]根據(jù)圖像,A、B中裝水,B的深度更大,根據(jù)p=ρgh,深度越大,液體壓強(qiáng)越大,則pA<pB。[2]在B、C中,深度相同,水的密度比酒精的密度大,則pB>pC。[3]而A、C中的壓強(qiáng)不能比較,因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏龋娓汀?.如圖,容器放在水平地面上,容器中裝有深度為10cm、質(zhì)量為60g的水,已知容器的質(zhì)量為30g,底面積為5cm2,容器對地面的壓力為N,水對容器底部的壓力是N。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】0.90.5【詳解】[1]水和容器對水平地面的壓力為F=G總=(m水+m容)g=(60×10-3kg+30×10-3kg)×10N/kg=0.9N[2]水對容器底的壓強(qiáng)為p=ρ水gh==1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa水對容器底的壓力為F=pS=1000Pa×5×10-4m2=0.5N3.如圖甲所示,密閉的容器重為20N,底面積為100cm2,其中裝有8kg的水,水的深度為15cm,平放在面積為1m2的水平臺面上。桶底受到水的壓力為N;水對桶底的壓強(qiáng)為Pa;臺面受到桶的壓力為N;臺面受到桶的壓強(qiáng)為Pa,若把該容器倒放在該桌面上,如圖乙所示,那么水對容器底的壓強(qiáng)將,壓力將,容器對桌面的壓強(qiáng)將,壓力將。(均選填“變大”、“變小”或“不變”)(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)【答案】1515001001×104變小變大變小不變【詳解】[1][2]水對桶底的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa由可得,桶底受到水的壓力F=pS=1500Pa×100×10﹣4m2=15N[3]桶里水的重力G水=m水g=8kg×10N/kg=80N臺面受到桶的壓力為桶的重力和水的重力之和F′=G桶+G水=20N+80N=100N[4]臺面受到桶的壓強(qiáng)[5]若把該容器倒放在該桌面上,容器的底面積變大,容器中水的體積不變,所以容器中水的高度變小,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知水對容器底的壓強(qiáng)將變小。[6]容器正立時,水的重力一部分作用在容器側(cè)壁,一部分作用在容器底部,水對容器底部的壓力小于水的重力,倒置后,水的重力全部作用在容器底部,同時容器底部還會承受容器側(cè)壁給水的壓力,所以水對容器底部的壓力變大。[7][8]容器對桌面的壓力不變,仍為桶的重力和水的重力之和,倒置后,受力面積變大,根據(jù)壓強(qiáng)定義公式p可知容器對桌面的壓強(qiáng)變小。4.如圖是一款名為“旋轉(zhuǎn)杯”的網(wǎng)紅杯,杯子由上端都開口的粗細(xì)兩部分組成,從結(jié)構(gòu)上來看杯子粗細(xì)兩部分構(gòu)成一個。當(dāng)用左側(cè)管吸了一些飲料,杯子液體的液面靜止后,杯子粗細(xì)兩部分液面(選填“仍能”或”不能”)相平,粗杯內(nèi)飲料對杯底的壓強(qiáng)會(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】連通器仍能變小【詳解】[1]由圖可知杯子粗細(xì)兩部分上端開口,底部連通,構(gòu)成了一個連通器。[2]當(dāng)用左側(cè)細(xì)管吸飲料后,由連通器原理可知,液面靜止時,液面相平。[3]吸出一些飲料后,杯內(nèi)液面降低,即h變小,根據(jù)p=ρgh知,飲料對杯底的壓強(qiáng)會變小。5.根據(jù)連通器的原理,下列情形中,當(dāng)水面靜止時,液面的位置符合事實(shí)的是(
)A.U形管中的液面位置 B.茶壺傾斜時,壺身和壺嘴中的液面位置C.下水道存水彎中的液面位置 D.鍋爐液位計液面的位置【答案】C【詳解】連通器原理:連通器中裝有同種液體,當(dāng)液體靜止時,液面是相平的。根據(jù)題意知道,四個容器都是連通器,都裝有水,是同種液體,靜止時液面是相平的正確,由圖知道,只有C正確,符合題意,ABD不符合題意。故選C。6.如圖質(zhì)量、底面積相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲為圓柱形,乙、丙為圓臺形,分別裝有A、B、C三種質(zhì)量和深度均相同的液體,下列說法正確的是(
)A.液體的密度A>B>CB.液體對容器底部的壓強(qiáng)pB>pA>pCC.液體對容器底部的壓力FB<FA<FCD.容器對桌面的壓力F乙<F甲<F丙【答案】B【詳解】A.質(zhì)量、底面積相同的薄壁容器甲、乙、丙分別裝有A、B、C三種質(zhì)量相同的液體,由圖可知,液體的體積VB<VA<VC,由得,質(zhì)量相等的不同液體,密度與體積成反比,所以液體的密度B>A>C,故A錯誤;B.由p=ρgh得,深度相同,液體的密度越大,液體對容器底部的壓強(qiáng)越大,則pB>pA>pC,故B正確;C.由得F=pS可知,在面積相同時,液體對容器底部的壓強(qiáng)越大,液體對容器底部的壓力越大,則FB>FA>FC,故C錯誤;D.容器對桌面的壓力等于總重力,總重力相等,所以和F乙=F甲=F丙,故D錯誤。故選B。7.如圖所示,在“研究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn)中。(1)從結(jié)構(gòu)來看,甲圖的壓強(qiáng)計(選填“是”或“不是”)連通器。壓強(qiáng)計是通過觀察U形管的兩端液面的來顯示橡皮膜所受壓強(qiáng)大小;(2)比較圖甲和圖乙,可以初步得出結(jié)論:在同種液體中,液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨液體的增加而增大;(3)如果我們要討論液體內(nèi)部壓強(qiáng)是否與液體密度有關(guān),應(yīng)選擇兩幅圖進(jìn)行比較;并且小組同學(xué)認(rèn)為兩燒杯中液面必須相平,你(選填“贊同”或“不贊同”)此觀點(diǎn);(4)為了使每次實(shí)驗(yàn)U形管兩側(cè)液面的高度差更明顯,應(yīng)該(填字母);A.使用內(nèi)徑更細(xì)的U形管
B.使用內(nèi)徑更粗的U形管C.在U形管內(nèi)注入密度更大的液體D.在U形管內(nèi)注入密度更小的液體(5)已知乙圖中U形管左側(cè)液柱高為4cm,右側(cè)液柱高為10cm,則U形管底部受到的液體的壓強(qiáng)為Pa;(U形管中夜體密度為,g=10N/kg)(6)若丙圖中U形管左右兩側(cè)液面的高度差為11cm,則金屬盒上像皮膜沒入鹽水中的深度是cm。(U形管中夜體密度為,鹽水的密度為)【答案】不是高度差深度乙和丙不贊同D100010【詳解】(1)[1]圖甲的壓強(qiáng)計不是兩端開口,下端連通的容器,因其一端是封閉的,不是連通器。[2]壓強(qiáng)計所受壓強(qiáng)不同,U形管兩端液面高度差不同,所以可通過觀察U形管兩端液面高度差來顯示橡皮膜所受壓強(qiáng)大小。(2)[3]圖甲和乙中,壓強(qiáng)計的橡皮膜置于水中的不同深度,U形管兩端液面高度差不同,且乙中深度較大,U形管中液面高度差較大,所以:在同種液體中,液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨液體深度的增大而增大。(3)[4]要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系,應(yīng)讓壓強(qiáng)計的橡皮膜置于不同密度液體的同一深度中,所以應(yīng)選擇圖乙和丙進(jìn)行比較。[5]探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度關(guān)系,需要控制相同的是液體的深度,深度相同,但液體液面不一定相平。所以不贊同此觀點(diǎn)(4)[6]當(dāng)壓強(qiáng)計橡皮膜所受壓強(qiáng)一定時,則U形管兩端液面的壓強(qiáng)差也相同,據(jù),使用內(nèi)徑更細(xì)或更粗的U形管,不能改變液面高度差,注入密度更大的液體時,則高度差更小,注入的密度更小的液體時,則高度差更大,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。(5)[7]U形管底部受到的壓強(qiáng)等于右側(cè)液體柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),所以(6)[8]U形管兩側(cè)液面高度差為11cm=0.11m,U形管中液面產(chǎn)生的壓強(qiáng)橡皮膜沒入鹽水中的深度8.如圖所示的是法國科學(xué)家帕斯卡在1648年做的一個實(shí)驗(yàn)。他用一個封閉的木桶,往桶內(nèi)裝滿水,上面插一根很細(xì)的管子。他從樓房的陽臺向管中灌水時,只灌了幾杯水,桶就被撐破了。桶底面積為,桶自重,管中裝滿水時水的總體積為。根據(jù)圖中所標(biāo)出的數(shù)據(jù),如果管中裝滿水:(g取)(1)水對桶底產(chǎn)生的壓強(qiáng)多大?(2)水對桶底產(chǎn)生的壓力多大?(3)若桶與地面接觸的面積是,則桶對水平地面的壓強(qiáng)多大?【答案】(1);(2);(3)【詳解】解:(1)(2)(3)9.如圖所示,在一個重為2N,底面積為0.01m2的容器里裝重為10N的水,容器中水的深度為0.05m,把它靜止放在水平桌面上。求:(1)容器對桌面的壓力;(2)容器對桌面的壓強(qiáng);(3)水對容器底的壓強(qiáng);(4)水對容器底的壓力。【答案】(1)12N;(2)1200Pa;(3)500Pa;(4)5N【詳解】解:(1)容器對水平桌面的壓力(2)容器對桌面的壓強(qiáng)(3)水對容器底的壓強(qiáng)(4)水對容器底的壓力答:(1)容器對桌面的壓力為12N;(2)容器對桌面的壓強(qiáng)為1200Pa;(3)水對容器底部的壓強(qiáng)為500Pa;(4)水對容器底部的壓力為5N。8.教學(xué)反思與改進(jìn)本節(jié)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)都較簡單,主要是通過教師演示實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行,學(xué)生參與觀察現(xiàn)象歸納結(jié)論的過程。整個設(shè)計中通過安排簡單現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn),然后利用控制變量的方法,使用壓強(qiáng)計進(jìn)行定性分析,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程:提出問題、找出證據(jù)、進(jìn)行解釋、交流評價,使學(xué)生知道研究問題的方法和程序。在設(shè)計實(shí)驗(yàn)表格時又滲透了“控制變量法”,提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力和解決問題的能力。連通器的教學(xué)也經(jīng)歷了從實(shí)例抽象出物理模型,再應(yīng)用于實(shí)例的過程。本課重點(diǎn)是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律,關(guān)鍵是要學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)。課內(nèi)老師講解實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和要研究的問題非常必要。實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)學(xué)生正確實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行觀察,如實(shí)記錄數(shù)據(jù),對正確得出結(jié)論,非常重要,這是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之所在,也是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)好物理的重要方法。認(rèn)真實(shí)驗(yàn),認(rèn)真觀察,對提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣大有好處。作業(yè)設(shè)計9.2液體的壓強(qiáng)課時作業(yè)(時間:30min)【基礎(chǔ)訓(xùn)練】知識點(diǎn)1:液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)1.如圖甲所示往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水,發(fā)現(xiàn)橡皮膜,說明、如圖乙所示,往側(cè)壁包有橡皮膜的試管中裝入水,發(fā)現(xiàn)橡皮膜向外凸,說明。【答案】向下凸液體對容器底部有壓強(qiáng)液體對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)【分析】本題考查探究液體壓強(qiáng)存在實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出結(jié)論。【詳解】[1][2]由圖甲可知,管底包裹的橡皮膜向下凸出,液體對管底包裹的橡皮膜有壓力作用,說明液體對容器底部有壓強(qiáng)。[3]由圖乙可知,側(cè)壁包裹的橡皮膜向外凸,液體對側(cè)壁包裹的橡皮膜有壓力作用,說明液體對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。2.如圖所示容器中間用隔板分成左右兩部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封閉的圓孔。在隔板兩側(cè)分別注入水,且水深,則橡皮膜將向側(cè)凸起。若在容器的左側(cè)注入水,右側(cè)注入酒精,且水和酒精的深度相同,則橡皮膜將向側(cè)凸起。(已知ρ水>ρ酒精)【答案】左右【詳解】[1]在隔板兩側(cè)分別注入水,且水深液體的密度相同,根據(jù)可知,右側(cè)的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大,所以橡皮膜將向左側(cè)凸起。[2]若在容器的左側(cè)注入水,右側(cè)注入酒精,且水和酒精的深度相同,根據(jù)可知,水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大,所以則橡皮膜將向右側(cè)凸起。知識點(diǎn)2:液體壓強(qiáng)的大小3.我國“蛟龍?zhí)枴皾撍鳌眲?chuàng)造了深潛7000m的驚人紀(jì)錄,海水的壓強(qiáng)隨深度增大而(填“變大”“變小”或“不變”)。在7000m深處,海水對潛水器的壓強(qiáng)約為Pa,相當(dāng)于在1m2的面積上壓著t的重物(海水的密度取1.0×103kg/m3)。【答案】變大7×1077×103【詳解】[1]根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)可知,液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨液體的深度增加而變大。[2][3]在7000m深處,海水對潛水器的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa即潛水器每平方米的表面上受到7×107N的壓力,相當(dāng)于在1m2的面積上壓著7×107N的重物,由G=mg得,相當(dāng)于在1m2的面積上壓著的重物的質(zhì)量為知識點(diǎn)3:連通器4.如圖所示,我國三峽船閘是根據(jù)的原理制成的,其相鄰閘室的閥門開啟后,當(dāng)水不流動時兩閘室水面高度是。【答案】連通器相同的【詳解】[1][2]連通器的特點(diǎn):上端開口下端連通的容器。連通器里只有一種液體,在液體不流動的情況下,連通器各容器中液面的高度總是相平的。我國三峽船閘是根據(jù)連通器原理做成的。其相鄰閘室的閥門開啟后,兩閘室構(gòu)成連通器,當(dāng)水不流動時兩閘室水面高度是相同的。【能力提升】一、填空題1.物理知識與日常生活和技術(shù)密切相關(guān)。下圖(a)中雙肩背包的背帶做的較寬,是為了減小;圖(b)中船閘是利用了原理;圖(c)三峽大壩筑成上窄下寬,是因?yàn)橐后w內(nèi)部壓強(qiáng)隨增加而增大。
【答案】壓強(qiáng)連通器深度【詳解】[1]圖(a)中雙肩背包的背帶做的較寬,增大了受力面積,由得,在壓力一定時,減小了壓強(qiáng)。[2]圖(b)中船閘是利用了連通器原理,當(dāng)閥門打開時形成連通器,液體由高處向低處流,當(dāng)液體不流動時,液面相平。[3]圖(c)三峽大壩筑成上窄下寬,是因?yàn)橐后w內(nèi)部壓強(qiáng)隨液體深度增加而增大,越深處壓強(qiáng)越大,下面寬大,承受壓強(qiáng)的能力大。2.2020年11月13日8時04分,中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝再次成功下潛突破10000米,海水的密度約等于水的密度Pa,隨著深度的增加,液體壓強(qiáng)(選填“增大”、“減小”或“不變”)。【答案】1×108增大【詳解】根據(jù)p=ρ海水gh可得,“奮斗者”號在水中10000米深處受到的液體壓強(qiáng)為p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa[2]由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,“奮斗者”號在水中受到的壓強(qiáng)與深度和海水的密度有關(guān),在海水的密度不變的情況下,隨著深度的增加,液體壓強(qiáng)增大。3.如圖所示,將一未裝滿水的密閉礦泉水瓶,正立時水對瓶底的壓力為F1,瓶底對桌面的壓強(qiáng)為p1,倒立時水對瓶蓋的壓力為F2,瓶蓋對桌面的壓強(qiáng)為p2,則F1F2,p1p2(選填>、=或<)。【答案】><【詳解】[1]正放時,瓶子中的水柱是粗細(xì)相同的,瓶子底部受到的壓力等于瓶中水的重力,倒放時,瓶子中的水柱上面粗,下面細(xì),一部分水壓在瓶子的側(cè)壁,瓶蓋受到的壓力小于瓶中水的重力,即F1>F2。[2]由于瓶子放在水平桌面上無論正立還是倒立對桌面的壓力大小相同,倒置后與桌面的接觸面積變小,根據(jù)可知倒置后壓強(qiáng)增大,由此可得p1<p2。4.如圖所示容器連通器(選填“是”或“不是”),容器中裝有一定量的液體,若B點(diǎn)的液體壓強(qiáng)為,則液體的密度是kg/m3;A點(diǎn)液體的壓強(qiáng)為Pa。【答案】不是【詳解】[1]上端開口,底部連通的容器是連通器,圖中容器左端封閉,右端開口,不屬于連通器。[2]由可知,液體的密度是[3]A點(diǎn)的深度A點(diǎn)液體的壓強(qiáng)為5.如圖所示,甲、乙兩個容器內(nèi)裝有質(zhì)量相同的水。乙容器中水的深度為10cm,則水對乙容器底部的壓強(qiáng)為Pa,水對兩容器底的壓力分別為F甲和F乙,則F甲F乙(選填“>”、“<”或“=”)(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)【答案】1000=【詳解】[1]乙容器中水的深度為水對乙容器底部的壓強(qiáng)為[2]甲、乙容器中水的質(zhì)量相等,即由可知,容器中水的重力相等,即甲、乙都是圓柱形容器,水對容器底的壓力等于水的重力,即所以水對兩容器底的壓力關(guān)系為6.在如圖所示的裝置中,兩端開口的U形管內(nèi)注入一定量的水,保持C點(diǎn)位置不變,將A管向右傾斜,待穩(wěn)定后,下面說法中正確的是()
A.A管中的水面低于B管中的水面 B.U形管底C點(diǎn)的壓強(qiáng)將變小C.U形管底C點(diǎn)的壓強(qiáng)不變 D.B管中的水柱長度不變【答案】B【詳解】AD.A、B兩管的上部開口、下端連通,屬于連通器,將A管向右傾斜后,當(dāng)水不流動時,兩管中的液面仍然相平,只是由于B管傾斜,其水柱的長度會變長,故AD錯誤;BC.當(dāng)將A管向右傾斜待穩(wěn)定后,U形管中水的豎直高度減小(即深度減小),由p=ρ液gh可知,U形管底C點(diǎn)的壓強(qiáng)將變小,故B正確,C錯誤。故選B。7.如圖所示,三個質(zhì)量相同、底面積相同,但形狀不同的容器放在水平桌面上,其內(nèi)分別裝有甲、乙、丙三種質(zhì)量相等的液體,它們的液面在同一水平面上,則三種液體對容器底的壓強(qiáng)()A.一樣大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小【答案】B【詳解】當(dāng)容器的底面積相同,根據(jù)容器形狀可知根據(jù)密度公式可知,在質(zhì)量相同時根據(jù)液體壓強(qiáng)公式可知,在深度相同時故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。8.如圖所示,兩個完全相同的柱形容器,盛有質(zhì)量相同的水和酒精,、是兩容器液體中離容器底相同高度的兩點(diǎn),某同學(xué)對一些物理量做了如下判斷:甲容器中裝的是水,乙容器中裝的是酒精點(diǎn)壓強(qiáng)小于點(diǎn)的壓強(qiáng)、兩點(diǎn)的壓強(qiáng)相等兩容器中液體對容器底部壓強(qiáng)相等其中正確的是()A. B. C. D.【答案】A【詳解】①根據(jù)圖像,A液體體積較小,由于A、B液體的質(zhì)量相等,根據(jù)m=ρV,體積越大,液體密度越小,則甲中裝的是水,乙容器裝的是酒精,①合理;④已知容器相同,容器中的液體質(zhì)量相等,根據(jù)G=mg,重力相等,液體對容器底的壓力相同,根據(jù),容器底受到的壓強(qiáng)相等,④合理;②③由于A、B下方到容器底的距離相等,根據(jù)p=ρgh判斷,水的密度大,深度相同時,壓強(qiáng)大,容器底的壓強(qiáng)相等,則A點(diǎn)壓強(qiáng)小于B點(diǎn)的壓強(qiáng)大小,②合理;③不合理;綜上所述:故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。三、實(shí)驗(yàn)題9.學(xué)了液體壓強(qiáng)知識后,同學(xué)們爭先恐后地動手做實(shí)驗(yàn)探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。(1)組裝好的完好的壓強(qiáng)計中的U形管(選填“是”或“不是”)連通器;(2)把壓強(qiáng)計的金屬盒分別浸入同種液體中,如圖甲和圖乙,發(fā)現(xiàn)圖乙中U形管兩邊的液柱高度差較大,說明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而;(3)如果所用的壓強(qiáng)計的U形管可以選擇染色的酒精、水、水銀(ρ酒精<ρ水<ρ水銀)中的一種液體,為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,他應(yīng)該選用上述三種液體中的裝入U形管中;(4)有同學(xué)選擇如圖丙的器材探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn),容器中間用隔板分成大小相同且互不相通的A,B兩部分,隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉。橡皮膜兩側(cè)壓強(qiáng)不相等時,會向壓強(qiáng)小的一側(cè)凸起。探究“液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系”時,左右兩邊液體應(yīng)滿足要求:深度,密度(以上兩空選填“相同”或“不同”);(5)某同學(xué)在A,B兩側(cè)倒入深度不同的水后,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)
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