秋季班初三物理第2次课教师版.docx
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秋季班初三物理第2次课教师版
教学内容概要
物理备课组
教师:
年级:
初三
学生姓名:
日期:
秋季班
上课时间:
第2次课
主课题:
液体压强计算
教学内容主旨:
1、液体压强基础知识
2、液体压强计算
3、连通器
教学重难点:
1、液体压强的计算
课后作业记录:
【知识精要讲解】
【知识点1】
一、液体压强(基础知识)
1.液体内部压强产生的原因:
液体受到且液体具有.
2.液体压强的特点是:
液体内部向都有压强;
压强随深度的增加而;
同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小;
不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的有关.
3.液体内部压强大小计算公式是.
其中:
h表示的是,指液体内部某点到液体自由液面的距离,单位是.根据液体压强的计算公式可知,液体内部的压强只与液体的和有关,而和液体的体积、质量.
【典型例题1】
1、游泳的人潜入水中后,由于水对耳膜的压强作用,耳朵会有胀痛的感觉,下列说法中正确的是(A)
A、潜入水中越深,用痛得越厉害
B、在同一深度,耳朵向着水面下,比向着水面上,胀痛的感觉要好一些
C、在水中身体竖直向上时,左右耳朵都不感觉胀痛,因为两侧的压强都抵消了
D、以上说法都不正确
2、某同学用压强计研究液体内部压强的特点时,将压强计的金属盒放入水中同一深度,并将金属盒朝向不同方向,实验结果如图1所示。
那么,该实验能得出的结论是(C)
图1
A、在水中深度越大,压强越大
B、不同液体同一深度,压强不相等
C、在水中同一深度,液体向各个方向的压强相等
D、在水中同一深度,液体向各个方向的压强不相等
图3
图2
3、如图2所示,甲、乙两支完全相同的试管.分别装有质量相等的液体.甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。
设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙,则(C)
A、P甲
C、P甲>P乙D、条件不足,无法判断
4、如图3所示,为一个梯形容器的纵截面,两侧壁高度分别为a和b,从开口c处向容器内注满密度为
的液体,则容器底部所受液体的压强( C ).
A.
B.
C.
gb D.
ga
【对应训练1】
1、如图4,指出各图中A、B、C、D四个点的深度.
(a) (b)(c)
图4
答案 hA=(50—20)cm=30cm
hB=40cm
hC=(50—20)cm=30cm
hD=50cm
2、甲、乙两个容器横截面积不同,都盛有水,水深和a、b、c、d四个点的位置如图5所示,水在a、b、c、d四处产生的压强分别为Pa、Pb、Pc、Pd,下列关系中正确的是(C)
A、Pa<PcB、Pa=PdC、Pb>PcD、Pb=Pd
图7
图6
图5
3、如图6所示是两个完全相同的量筒里分别盛有质量相等的水和酒精,M、N两点到容器底部的距离相等,则这两点液体的压强大小关系是(B)(至少两种方法判断)
A、pM>pNB、pM 4、有一个两端开口的玻璃管,在它的一端挡一轻薄塑料片后插入水中,如图7所示,当向管中注入100g水时,塑料片刚好脱落,如果不注入水,而是轻轻放入一个100g的砝码,塑料片是否会脱落? 为什么? 【知识点2】 二、连通器 1、连通器: __________的容器。 连通器如果只装一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持,这就是连通器的原理。 船闸是利用的原理制成。 2、连通器的应用: 洗手池下的回水管———管内的水防止有异味的气体进入室内 水位计—————根据水位计上液面的高低可以知道锅炉或热水器内的水的多少 水塔供水系统————可以同时使许多用户用水 茶壶———制做时壶嘴不能高于或低于壶口,一定要做的与壶口相平。 过路涵洞——能使道路两边的水面相同,起到水过路的作用。 船闸————可以供船只通过。 3、连通器中各容器液面相平的条件是: (1)________________, (2)_____________。 【典型例题2】 1、在连通器的两端分别装有盐水和清水,液面相平,如图8所示,如果将阀门打开,则(A) 图8 A、盐水向右流动B、清水向左流动 C、均不流动D、无法判断 2、厨房、卫生间里的脏水,通过下水管流到阴沟,我们却闻不到沟里的臭味,这种下水管的示意图是图9中的(D) 图3 图9 3、如图10所示的容器中装有同种液体,A、B两底面积相等,A中的液面比B高,此时液体对容器底部A的压强_______液体对容器底部B的压强(选填: “>”、“=”或“<”);当把中间的开关打开后,容器就是一个,等液面静止后,液体对容器底部A的压力液体对容器底部B的压力(选填: “>”、“=”或“<”)。 答案: >;连通器;= 【对应训练2】 1、下列器材或装置中不是利用连通器原理进行工作的是(A) A、喷水枪B、茶壶C船闸D、锅炉水位计 2、学校改建操场时,工人师傅用一灌水的透明长塑料管检查操场是否水平。 当管中的水静止时,管两端的水面一定____相平________,当塑料管的一端提高10cm,最终管两端水面的高度差为______0______。 3、如图11中有一处科学性的错误,请找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。 错误是 它违背了 图11 4、有一连通器,左右管口口径相同,先往连通器里倒入一些水,然后在右管中倒入一些油,此时测得如图12所示中的基线以上的水柱高度为8cm,油柱高度为10cm.问: 这种油的密度是多少? 答案: 800kg/立方米 图12 【知识点3】 三、液体对不同形状容器底部的压力问题 1.在圆柱形容器中,液体对容器底部的压力等于液体的重力。 2.容器横截面上下不均匀的,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。 液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。 如图所示,是形状不同的三个容器装有密度为ρ、深度为h的液体,底面积均为S。 根据液体压强计算公式,液体对容器底部的压强为p=ρgh,所以液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS。 液体的重力为G=mg=ρgV。 所以,比较各容器底部受到液体的压力大小F与液体重力G的大小,只需要比较Sh(容器的底面积和高的乘积,即图中两竖直虚线间所包围的体积)与V(液体的体积)之间的关系即可。 图甲为口大底小的容器,Sh<V,所以容器底受到的压力小于液体的重力,即F<G;图乙为柱状容器,Sh=V,所以容器底部受到的液体的压力等于液体的重力,即F=G;图丙为口小底大的容器,Sh>V,所以容器底部受到的压力大于液体的重力,即F>G。 可见,容器的形状不同,则容器底部受到的压力与所装液体的重力大小关系就不一样。 你还可以这样理解: 甲容器口大底小,对液体提供向上的支持力的,不仅仅是容器底部,周围侧壁对液体也提供向上的支持力,这就减轻了液体对容器底部的压力,使F<G。 乙容器的侧壁对液体也有作用力,但方向是水平的,不能减轻了液体对容器底部的压力,所以F=G。 丙容器的侧壁对液体的力的方向向下(依据: 压力的方向总是与接触面垂直),使容器底部不仅承受液体的重力,还要承受侧壁对液体向下的压力,使F>G。 由于液体对容器底部的压力并不一定等于液体的重力,所以在计算液体对容器底部的压力时,应先根据公式p=ρgh求出液体的压强,再根据F=pS求出压力 总结1: 如何正确求出液体对容器底部的压力 1.先根据p=ρgh求出液体对容器底部的压强 2.再根据F=PS求出液体多容器底部的压力 总结2: 当求容器对桌面的压强和压力问题时,容器对桌面的压力等于杯子和水的总重力。 在求压强时一定要注意接触面积为容器与桌面的接触面积。 【典型例题3】 1、如图13所示,放在桌面上的三个不同形状的容器,它们本身重力相等,底面积相同,并装入同种液体,液面高度相同. (1)三个容器中液体的重力(B)A、相等B、Ga>Gc>GbC、Ga>Gb>Gc (2)三个容器底部所受液体的压强(A)A、相等B、pA>pB>pCC、pA (3)三个容器底部所受液体的压力(A)A、相等B、Fa (4)三个容器对桌面的压力(B)A、相等B、Fa>Fc>FbC.、Fa 图13 2、一封闭容器装满水后,静止放在水平面桌面上,如图14甲所示,对桌面产生的压力与压强分别为F1、P1;当把容器倒放在桌面上如图14乙所示,静止时对桌面产生的压力与压强分别为F2、P2.则(B) A、F1=F2,P1>P2B、F1=F2,P1 图14 C、F1>F2,P1=P2D、F1 3、在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa。 在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底产生的压强为900Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图3中(a)(b)(c)的哪一种? (水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg) 答案: 水的深度 水对容器底部的压力 容器内水的重力 因为F 4、一个平底容器的质量为0.2千克,底面积为1×l0-2米2。 在容器中装入0.8千克的酒精后,将它放在水平地面上。 求: (1)酒精的体积V酒精。 (2)装入酒精后,容器对水平地面的压力F和压强p。 (ρ酒精=0.8×103千克/米3) 答案: (1)0.001立方米 (2)F=9.8Np=980Pa 5、图15所示是RH618-15型电热水壶,水壶底面积为0.02米2,空水壶质量是1.5千克,其他有关参数如表。 将它放置于面积为1米2的水平桌面上,求: (1)水壶装最大容量的水时,水的质量是多少? 水对容器底部的压强是多少? (2)当水壶通电正常工作时,水壶对桌面的最小压强是多少? (g=10牛/千克) RH618-15型电热水壶 壶高 0.15米 最高水位 0.12米 最低水位 0.05米 最大容量 1.5升 最小容量 0.5升 答案: (1)m大=ρ水V大1分 =1000千克/米3×1.5×10-3米31分 =1.5千克1分 P=ρgh1分 =1000千克/米3×10牛/千克×0.12米1分 =1200帕1分 (2)m小=ρ水V小 =1000千克/米3×0.5×10-3米3 =0.5千克1分 F=G=m总g =(1.5千克+0.5千克)×10牛/千克 =20牛1分 P=F/S1分 =20牛/0.02米2=1000帕 6、一油库装煤油的油罐中盛有4米深的煤油,在距底部0.5米处发现有一个半径为2厘米的圆形漏油孔,求: (1)煤油对罐底的压强多大? (2)小孔处煤油的压强多大? 要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力? (煤油密度p=0.8×103千克/米3,取g=10牛/千克) 答案: (1)由p= gh 所以 p底= 煤油gh1 =0.8×103千克/米3×10牛/千克×4米 =3.2×104帕 (2)小孔的面积S=πR2=3.14×(0.02米)2 =1.25×10-3米2 小孔处水深h2=3.5米 p孔= 煤油·g·h2 =0.8×103千克/米3×10牛/千克×3.5米 =2.8×104帕 由p= 所以F=p·S=2.8×104帕×1.25×10-3米2=35牛 【对应训练3】 图16 1、如图16所示,甲、乙、丙三个容器的底面积相等,容器中装有相同高度的水,若将三个相同的木块分别放入三个容器中,水不溢出,静止后比较容器底部受到的压强(C) A、甲最大B、乙最大C、丙最大D、一样大 2、如图17甲、乙两等高容器中,甲的底面积小于乙的底面积(左甲右乙),当二者都装满水后,在甲中放一木块,在乙中放一铁块,若木块体积与铁块体积相同,则两容器底面受到水的压强相比较,p甲=p乙。 图18 图17 3、如图18所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度h1=O.8m;其顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度h2=0.6m,容器中的液体密度为1.2×103kg/m3,则液体对容器顶部的压力为_____240______N.(g取10N/kg) 4、在水平桌面上放有重力为4.9千克,高为0.2米,底面积为1×10-2米2的柱形平底容器,容器中盛有0.1米高,重9.8牛的水。 试求: (1)水对容器底部的压强。 (2)装入水后,容器对水平桌面的压力和压强。 答案: (1)980帕, (2)14.7牛;1470帕 5、将容积为3×10-3米3、底面积为0.01米2的薄壁轻质容器,放在水平地面上,在容 器中注入2.5×10-3米3的某种液体,液体的质量为2千克。 求: (1)这种液体的密度。 0.8×103千克/米3,2分 (2)容器对水平地面的压强。 1960帕,3分 (3)若在容器中加满这种液体,容器对水平地面压强的增加量。 392帕,2分 答案: (1) (2)F=G=mg=2千克×9.8牛/千克=19.6牛 (3)ΔF=ΔG=Δmg=ρΔVg=0.8×103千克/米3×0.5×10-3米3×9.8牛/千克=3.92牛 6、小华同学用图19所示的水桶提了质量为15千克的水,已知桶自身质量为1千克,桶中水深为0.3米,提水时,手的受力面积为1×10-3米2。 求: (1)水对桶底的压强。 (2)水的体积。 (3)人手受到的压强。 图19 答案: (1)p1=ρgh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.3米=2940帕3分 (2)V=m/ρ水=15千克/1.0×103千克/米3=1.5×10-2米32分 (3)G=(m水+m桶)g=(15千克+1千克)×9.8牛/千克=156.8牛 F=G1分 P=F/S=G/S=156.8牛/1×10-3米2=1.568×105帕 7、如图20所示.将底面积为100cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水. 求: (1)距容器底10cm的A处水的压强. (2)容器对水平桌面压强.(g取10N/kg) 图20 解 (1)pA= 水gh= 水gh(h1-h2) =1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.4m-0.1m) =3×103Pa (2)p′= = = =5×103Pa .。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 【课后作业和检测】 1、如图21所示中的四种河堤的设计中,最不合理的是(B) 图21 2、两个容积相等底面积不等的圆柱形容器,装入质量相等的水,那么水对容器底部的压强和压力是(D) A、相等,相等B、不等,相等C、相等,不等D、不等,不等 3、如图22所示,可乐瓶中装有某饮料,设饮料对瓶底的压强是P1;若把瓶子倒过来(瓶盖密封完好),饮料对瓶盖的压强是P2,则(C) 图22 A、P1=P2B、P1>P2C、P1<P2D、无法判断 4、图23中是一个足够长、粗细均匀的U形管.先从A端注入密度为ρA的液体,再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱,平衡时左右两管的页面高度差为L/2.现在再从A端注入密度为ρC的液体,且ρC=1/2ρB,要使左右两管的液面相平,则注入的ρC的液柱的长度为() A、 图23 2L/3B、3L/4C、4L/5D、L 5、将木块放入盛满水的烧杯中,则杯底对桌面的压力、压强与木块放入之前相比较(C) A、压强不变、压力变大 B、压强变大、压力不变 C、压强、压力都不变D、压强、压力都变大 6、将甲、乙两个相同的容器,如图24所示的方法放置在水平的桌面上,若两个容器中分别 装入质量相同的水,且都未装满,则水对容器底部的压强关系为p甲p乙,水对容器底部的压力关系是F甲F乙.两个容器对桌面的压力关系是F甲’F乙’,对桌面的 图24 压强关系是p甲’p乙’。 (均选填“>”,“<”或“=”)答案: >;<;=;> 7、由于长江上游的植被受到破坏,造成水土流失,使得长江水中的泥沙含量增加,这相当于液体的密度_____变大_______了,因此在同等深度的情况下,长江水对堤坝的____压强____增加,从而使堤坝受到破坏的可能性增加了。 8、长江三峡大坝高170m,根据最近报导,现蓄水深度已达到139m,则坝底所受水的压强为____1390000____Pa(g=10N/kg)。 9、如图25所示的紫砂茶具,典雅精美,气质独特,始于宋代,盛于明清,流传至今。 (1)茶壶的设计中用到了许多物理知识。 如: 为了让茶壶中的水能装满,壶嘴和壶身要做得一样高,这是由于它相当于一个__________(填写物理器材名称)。 (2)若将茶壶放在水平桌面的中央,向茶壶中倒入的水越多,茶壶对桌面的压强就越______,这是因为_________________________________。 答案: 连通器;大;受力面积不变时,压力越大,压强越大 10、一艘小船船底离水面0.5m,水对船底的压强为_____4900_____Pa;若船底有一面积为2cm2的小洞被一木塞堵住,水对该木塞的压力为____0.98_____N。 11、某同学测得保温瓶胆最深处为30cm,装满开水后,水对瓶胆底的最大压强是___2940_____Pa.若将开水全部倒入脸盆,则水对盆底的压强_____小于______水对瓶胆底的最大压强.(填"大于","小于"或"等于") 图26 12、小伟同学用塑料管做成内部相通的J形管,在J形管的A、B两个管口扎上相同的橡皮膜,并利用该器材进行实验,以此提出关于液体内部压强特点的猜想。 如图26(a)所示,当他将J形管放入盛有水的容器中的某一深度时,发现A管口处的橡皮膜凹陷程度比B管口处的大;如图26(b)所示,当他将J型管放入盛有盐水的容器中,所处的深度与图26(a)中J型管的相同时,发现A管口处的橡皮膜凹陷程度与图26(a)中的不同。 小伟同学根据以上的实验操作和现象,提出了自己的猜想。 (1)根据图26(a)所示的操作和现象,他提出的猜想是: __________________________。 (2)根据26(a)与(b)两图所示的操作和现象,他提出的猜想是: ___________________。 答案: 液体的深度越大,液体内部压强可能越大;液体的密度不同,液体内部压强可能不同 14、某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图27所示.已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受的重力为0.5N.(g=10N/kg)求: (1)水对塑料片产生的压强和压力; (2)外力F的大小; 图27 (3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少? 答案: (1)2500Pa;2.5N (2)2N (3)1000kg/立方米 15、边长为1dm的立方体物块,质量为2.7kg,将该物体投入底面积为4×10-2m2的圆柱形容器的水中,水足够多,容器足够深,当物体在水中静止后,容器底面所受水的压强将增大多少? (g=10N/kg) 答案: 250Pa 图28 16、一质量为0.5千克、底面积为40厘米2的空玻璃容器放在面积为1米2的水平桌面中央,再将0.5千克的水倒入容器中,水深10厘米。 求: ⑴水对容器底的压力;⑵容器对桌面的压强。 答案: (1)p=ρgh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=980帕(2分) F=ps=980帕×40×10-4米2=3.92牛(1分) (2)∵在水平面上 ∴F=G=mg=(0.5千克+0.5千克)×9.8牛/千克=9.8牛(1分) p=F/S=9.8牛/40×10-4米2=2.45×103帕(3分) 17、质量为1千克,底面积为0.01米2的容器放在水平地面上,容器内盛有质量为4千克的酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3)。 求: (1)液面下0.1米处酒精产生的压强p酒精。 (2)容器对地面的压力F。 (3)容器对地面的压强p。 答案: (1)p酒精=ρ酒精gh1分 =0.8×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=784帕1分 (2)F=G=mg=(m1+m2)g1分 =(1千克+4千克)×9.8牛/千克=49牛1分 (3)p=F/s1分 =49牛/(0.01米2)1分 =4900帕 18、图29所示的平底空玻璃杯的质量、底面积等各项参数如下表所示。 若在杯中装满水后,将它放在水平桌面上,求: (1)瓶中水的质量m水。 (2)水对杯底的压强p水。 (3)杯子对桌面的压强p杯。 答案: (1)m水=ρ水V水=1.0×103千克/米3×2.5×10-4米3 =0.25千克 (2)p水=ρ水gh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米 =980帕 (3)F=G=mg=(m水+m杯)g =(0.25千克+0.15千克)×9.8牛/千克 =3.92牛1分 p杯=F/S1分 =3.92牛/(2×10-3米2)=1.96×103帕
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