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第二节 科学探究：液体的压强
【教学目标】
1、知识与技能
(1)知道液体对器壁以及液体内部向各个方向都有压强．
(2)通过实验探究活动，知道液体内部压强规律．
(3)在实验探究活动中学会使用微小压强计．
(4)了解连通器的构造特点．
(5)了解连通器的原理．
(6)了解一些连通器的应用实例，了解船闸的作用和工作原理．
2、过程与方法
通过对演示实验的观察，自主设计实验了解液体内部存在压强，通过运用控制变量法研究问题，培养学生各方面的探究能力
3、情感态度和价值观
通过科学研究方法的教育过程，让学生在体验探究过程，感悟研究物理的过程和方法，享受学习的愉悦。
【教学重点】
（1）液体对容器底及容器壁有压强；
（2）液体内部压强规律；
（3）液体内部压强公式；
（4）连通器的特点和应用
【教学难点】
引导学生进行自主性探究
【教学方法】
情景教学法，演示实验和自主探究相结合的教学方法
【课前准备】
U形管压强计、水、盐水、烧杯
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课
由前面的内容可知，当相互接触的两个物体互相作用发生形变时，就会产生压力，也就会存在压强。那么对于液体呢？
想一想
为什么站在齐胸深的水中时，你会感到呼吸有些困难？为什么水坝要建造成上窄下宽?
为什么潜水员在不同深度的水中作业时，需要穿抗压能力不同的潜水服.
这些事例都说明液体是有压强的。那么，液体的压强与哪些因素有关呢？
二、讲授新课
（一）科学探究：液体的压强
1、做一做
有一玻璃器皿，在其侧面的高、中、低部，有三个完全相同的孔，用三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住.
（1） 观察不同水深的水压
然后往器皿中加入水，使水面高过最上面的孔，请观察三张橡皮膜的变化。
（2） 结论
封住三个孔的橡皮膜都凸出来了，不同孔处的橡皮膜凸出程度也不一样，水的深度越深橡皮膜突出的程度越大。
这表明水在这几个孔处的压强不一样。那么，液体的压强到底与哪些因素有关呢？
2、实验探究
液体的压强与哪些因素有关
物体对另一物体表面有压力,就存在压强；而装有水的容器底面，同样受到水的压力作用，因此水对容器底面也存在压强，那么，水的压强可能与哪些因素有关？
（1）猜想：①、可能与水的密度有关？
②、可能与水的深度有关？
（2）实验器材：U形管压强计、水、盐水、烧杯
(3)实验原理：U形管压强计，是专门用来研究液体压强的仪器。
将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度，根据U形管两管水面的高度差，可知液体压强的大小。
(4)液体压强视频
(5)结论：（1）液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等，随液体深度的增加，压强随之变大；
（2） 不同的液体，产生的压强大小与液体的密度有关，在同一深度，密度越大，液体的压强越大。
3、计算液体内部的压强
设想在液面下有一深度为h、截面积为s的液柱。
计算这段液柱产生的压强，就能得到液体内部深度为h处的压强公式。
（1） 方法：理想模型法
公式推导
① 这个液柱的体积: v=sh
② 这个液柱的质量: m=ρv=ρsh
② 水柱对其底面积的压力: F=G=mg=ρgsh
③ 平面受到的压强：p=F/S=ρgh
（2）液体压强的计算公式：p=ρ液g h
①密度ρ的单位为kg/m3，深度h的单位为m，压强p的单位为Pa。
②液体的压强只与液体的密度和深度有关，与液体的重力和容器的形状无关。
③特别注意：深度h是指液面到某点的垂直距离，而不是高度。
现在你们可以解释引入课题的三个问题
问题一：由p=ρ液g h可知水的压强是随深度增加而增大的所以，站在齐胸深的水中压强较大，我们觉得呼吸略微有些困难。
问题二：水坝做成上窄下宽修建水坝时，水坝的下部总要比上部宽些，以便承受更大的水压。
问题三：水中不同深度的地方，水的压强不一样，所以潜水员穿的抗压服不同。以保护潜水员的安全；
1648年，帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶的桶盖上，插入一根细长的管，并从楼房的阳台上向细管子里灌水，结果只用了几杯水，竟把木桶压裂了；桶里的水从裂缝中流了出来。
（二）、与液体压强相关的应用实例
1．连通器
连通器 U 形管连通器
（1）定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
（2）连通器的特点：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。
这是为什么呢？
当液体不流动时，设想在U形管下部正中有一液片A，由于液片静止不动，处于平衡状态。所以液片两面的受力是相等的，受到的压强也相等。根据液体压强公式，p=ρ液gh可知在左右两管中液体的深度应该相同。
（3)连通器的应用
连通器在生产、生活中应用非常广泛。
（1）水壶利用了连通器原理
常用的茶壶利用了连通器原理，使我们能倒水饮茶。
（2）水塔利用了连通器原理
水塔的供水系统利用连通器原理向各家供水。
信息窗
船闸
人们就利用连通器的原理，在大坝的旁边修建了船闸。我国的三峡工程世界瞩目，无论是规模还是建造难度在世界上都是首屈一指的,长江三峡船闸几乎是目前世界上最大的连通器，共有五个闸室.
下图是船闸的工作原理图。图中A、B表示阀门，C、D表示闸门。
1．如图(a)，阀门A打开时，水从上游流进闸室。
2．如图(b)，闸室中水面与上游相平时，闸门C打开。船驶入闸室。
图(a) 图(b)
3．图(c)关闭阀门A和闸门C．打开阀门B．水从闸室流向下游。
4．图(d)闸室中水面与下游相平时，闸门D打开，船驶入下游。
图(c) 图(d)
2、液压机
在工厂广泛他用的液压机是液体压强特性的另一个重要应用。
(1)帕斯卡原理
密闭的液体，其传递压强有一个重要的特点，即加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递，这个规律被称为帕斯卡原理。
(2)、液压机的工作原理
如图所示，两个活塞，与同一容器的液体相接触。施加于小活塞的压强被液体大小不变地传递给大活塞，大活塞便可以产生一一个与其表面积成正比的力即由P1=P2得：F1/S1=F2/S2，F1/F2=S1/S2。
液压千斤顶的小活塞与杠杆相连，因此，只要对杠杆施加较小的作用力，就可以顶起一辆小汽车。为什么能这样？
解：（1）液压机是根据加在小活塞上的压强，能够大小不变地由密闭液体传递到大活塞上而工作的，即根据帕斯卡原理工作的；
（2） 因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强，所以，p大=p小，由p=F/S可得：p=F大/S大=F小/S小，在大活塞上可以产生的力：
因此，只要对杠杆施加较小的作用力，就可以顶起一辆小汽车。
三、课堂练习
1、甲、乙两支完全相同的试管，内装同种液体，甲管竖直放置，乙管倾斜放置，两管液面相平，如右图所示，设液体对两管底的压强分别为p甲和p乙，则p甲________ p乙（填“大于”、“等于”或“小于”）
答案：等于
2、一个形状如图甲所示的密封容器,其中盛有一些水,现将容器倒置过来(如图乙所示),这时,水对容器底部的压力和压强将( )
A. 压力增大,压强减小 B. 压力减小,压强增大
C. 压力不变,压强增大 D. 无法确定
答案：B
3. 下列日常用品中,不是利用连通器原理工作的是( )
A、茶壶
B . 自来水笔
C. 锅炉水位计
D. 液体压强计
答案：B
4、如图所示，水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器，若在三个容器中装入质量相等的水，三个容器底部所受水的压力（ ）
A．甲最大 B．乙最大
C．丙最大 D．一样大
答案：A
5. 下列说法正确的是( ).
A. 连通器中液体静止时,各液面一定相平
B. 连通器中盛水时,各水面一定相平
C. 连通器中的水静止时,各水面一定相平
D. 只要在连通器中装有同种液体,各液面就一定相平
答案：C
四、课堂小结
（一）、科学探究：液体的压强
1、液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等，随液体深度的增加，压强随之变大；
2、不同的液体，产生的压强大小与液体的密度有关，在同一深度，密度越大，液体的压强越大。
3、液体压强的计算公式：p=ρ液g h
（二）、与液体压强相关的应用实例
1、连通器
（1）定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
（2）连通器的特点：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。
2、液压机
(1)帕斯卡原理
(2)、液压机的工作原理
【板书设计】
科学探究：液体的压强
一、 科学探究：液体的压强
液体内部向各个方向都有压强；同一深度的各个方向的压强大小相等；随液体深度的增加，压强随之变大；在同一深度，密度越大，液体的压强越大。
p=ρ液g h
二、与液体压强相关的应用实例
1、连通器
2、液压机
【教学反思】
生在学习过程中，学得相对轻松，能从兴趣出发，敢于发挥自己的想象力，敢于发表自己的见解，组内积极讨论，做到在交流中学习，在实验操作中认真谨慎，分析论证结论比较准确。让学生从平时的经验中做到猜想，然后实际操作，从简单的实验现象得出流速和压强的关系，使学生自始至终都兴趣盎然，精神饱满地投入学习，在反思中要回想教师、学生是否达到教学设计的情感状态，有没有更有效地途径发展新课标提倡的创造精神和创新能力。
本节课的不足之处:
本节课的教学总体是成功的，但仍有不足之处：
1、在理论推导过程中应给学生再多一点时间，充分让学生进行展示。
2、在知识的应用，特别是拓展应用-----液体压强的传递这个环节，鼓励学生联系生活实际多举例，或老师提供给学生更多的素材。
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