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液体的压强
同学们上课。大家先来看一段小视频。视频中呢,潜水员在较浅的水域可
以不用穿潜水服,而当要到较深的海域内潜水就要穿很厚的潜水服,这是为什
么呢?(因为潜水时,水会对人施加压力,产生压强,水越深,压力越大,压
强也越大。在浅水里,人还可以承受住水的压强,而要到深水里,就要穿上潜
水服进行保护)下面我们就一起来学习:液体的压强。
大家来看,老师的讲桌上有一瓶水,对桌面会有压力,并产生压强,那瓶
子中的水对瓶底也有压强吗?(对,由于液体受到重力,所以对瓶底也是有压
强的)那对瓶子的侧面是否也有压强呢?下面我们来验证一下。老师用小刀在
瓶子侧面扎一个小口,大家看能观察什么现象。(水从侧面的小孔重喷出)这
说明水对瓶子侧面也有压强。那水向上是否也有压强呢?老师现在换一瓶水,
打开盖,用手挤压瓶子(瓶中的水向上喷出来,这说明水向上也有压强)其实
由于液体具有流动性,液体内向各个方向都是有压强的。
那么液体内部压强的大小有什么特点呢?下面我们就通过一个实验探究一
下液体内部的压强。老师的讲桌上放置了一个专门测量液体内部压强的仪器:
U型管压强计,它有一个U型管、一个探头组成。探头是由空金属盒蒙上橡皮
膜构成的。如果液体内部存在压强,橡皮膜会发生形变,U行管左右两侧液面
就会产生高度差,高度差的大小就反映了橡皮膜所受压强的大小。现在老师将
探头放进盛水的容器中,大家看一看液体内部是否有压强。注意看 U型管的液
面高度差。(U型管内液面一边高,一边低,这就说明液体内部有压强)现在
老师保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,大家注意观察 U型管内的
液面高度差是否变化呢?(没有变化。这说明,在液体内部同一深度,向各个
方向的压强是相等的)下面老师增大探头在水中的深度,大家看看 U型管内液
面高度差有什么变化呢?(液面差变化了,好像逐渐增大)我们再来仔细看一
下,老师慢慢地增大探头的深度,大家注意看。(液面差也逐渐增大,这说明
液体内部的压强随深度的增大而增大。)那么刚才的实验,我们都是在水中进
行的,那液体内部的压强还会和什么因素有关呢?(液体密度)我们换一种液
体试一试,老师将探头放入酒精当中,并且深度和水中的深度相同,大家观察
液面高度差有什么不同。(在水中的高度差要更大一些,这说明在同一深度,
水中的压强要更大一些。而我们知道水的密度要比酒精的大,由此可见液体内
部的压强和液体密度也有关系,并且在深度相同时,密度越大,压强越大)那
么通过这个实验,我们探究了液体内部的压强,哪个同学来总结一下呢?(在
液体内部的同一高度,向各个方向的压强都相等。深度越深,压强越大。液体
内部的压强还和液体密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大)
那么液体内部的压强和液体的深度、液体密度有怎样的定量关系呢?我们
如何计算液面下某一深度的压强呢?我们可以设想在某一深度放置一水平面
S,那么这个平面以上的液柱对平面的压力就等于液柱受到的重力,所以我们只
要计算出液柱所受的重力就能解决问题。我们设液柱的高度为 h,那么液柱对
平面的压力就等于 ,平面受到的压强是 ,
因此液面下深度为 h处液体的压强是 。水的密度是 ,所以在水下一百米时,根据公式,压强为 ,这是很大的。