8年级下册北师大版物理 第八章 第2节 液体内部的压强 逐字稿-3,805字

  师:同学们大家好,首先我来跟大家分享一段视频。看,天慢慢地变暗了,我们现在已经抵达水下 100 米,通过摄像机已看不到舱外画面了,我把灯打开。大家看,泡沫跟牙膏比小了很多,已经到达水下 1 千米。我们一起来看看舱外实验物品的变化情况。看完视频,大家是不是觉得不可思议,为什么那么大的泡沫在海水作用下变得如此小呢?通过本节课学习,大家就能知道原因。

  上节课我们学习了相互接触、相互挤压的固体之间的压强问题,比如受到重力作用的木块对支撑它的水平桌面有压强,运动的小球对阻碍它运动的木块侧壁有压强。那么处在容器内的液体,对跟它接触的容器有没有压强呢?

  大家看,这是一个底部和侧壁开口,并蒙有橡皮膜的容器,现在橡皮膜都是平的。如果我向容器中注入水,会出现什么情况呢?请同学们仔细观察。

  同学们,你们看到了什么?看到不同朝向的橡皮膜都向外凸起了,这说明了什么呢?老师截取了两个画面,这是倒水之前的容器,这是倒水之后的容器。橡皮膜都向外凸起,这说明液体对橡皮膜有了压强,也就是说液体对容器的底部和侧壁有压强。

  那么为什么液体会对容器的底部和侧壁有压强呢?因为液体受到重力作用,并且具有流动性,所以对阻碍它下落的容器底部和散开的容器侧壁都有压强。那么液体内部有没有压强呢?要判断这个问题,我们需要借助一种仪器,就是微小压强计。

  同学们请看,这就是微小压强计,它由蒙有橡皮膜的金属盒,也叫探头,还有橡胶管、U 形管、刻度板组成,上面还有一个小轮。大家看看它有什么作用呢?我轻轻地转动小轮,可以改变探头的方向。

  那么这个压强计是怎样反映压强大小的呢?同学们看,现在 U 形管内有红色液体,并且液面保持相平。如果我现在轻轻地按压橡皮膜,仔细观察,你观察到了什么现象?U 形管两侧的液面出现了高度差。我现在用力按压橡皮膜,同学们看到了吗?U 形管两侧液面的高度差变大了。由此我们可以发现,橡皮膜所受到的压强大小,可以通过 U 形管两侧液面的高度差来反映。

  了解了微小压强计,就可以用它来判断液体内部有没有压强了。同学们看,这是水,液体内部有没有压强呢?我现在把探头放入水中,大家发现了吗?U 形管两侧的液面出现高度差了,这说明什么呢?说明了液体内部有压强。我改变一下探头的方向,现在探头方向向下、向上、向左,我们都能发现 U 形管两侧的液面都有高度差,这又说明了什么呢?这说明液体内部不仅有压强,而且向各个方向都有压强。

  那么在液体内部不同位置,液体压强大小相同吗?是不是都一样呢?如果不一样,又有哪些因素会影响液体压强大小呢?同学们看,老师带来一个小实验器材,这是一个侧壁开有三个小孔的容器,我现在给它倒入水。同学们请看,我松开手后,看到了吗?这个小实验能给我们什么提示呢?我们发现距离液面不同的小孔,水的射程远近不同,这说明了什么呢?这可能说明液体内部的压强与液体的深度有关。

  那么液体内部的压强除了与深度有关,还有没有其他因素呢?请同学们再看一个小实验。这是两个倒置的矿泉水瓶,下部蒙有橡皮膜。我现在向两个容器中注入深度相同、密度不同的液体,无色的是水,蓝色的是硫酸铜溶液。现在深度相同,同学们有发现吗?现在橡皮膜受到的压强不一样。为什么会出现这种情况呢?为了让大家看得清楚,我取下一张照片,大家看,液体对橡皮膜的压强不一样,这给我们什么提示呢?可能液体内部的压强与液体的密度有关。

  任何猜想与推理要升华为理论,必须经过实践检验。那么我们的猜想是否正确呢?如果要验证液体内部的压强与深度和密度是否有关,我们应该选用哪些器材呢?同学们看,老师准备了两套实验器材,还有密度不同的液体,这是两个微小压强计。遇到多变量问题时,我们应该使用什么研究方法呢?大家可能已经有答案了,就是控制变量法。

  如果要观察液体内部的压强是否与深度和密度有关,我们主要观察什么呢?因为液体内部的压强不容易观察,我们是通过 U 形管两侧液面的高度差来反映,所以我们主要观察 U 形管两侧液面有没有出现高度差。

  基于以上分析,我们来逐一分析液体内部压强与它们的关系。深度可能影响压强,密度也可能影响压强。我们首先研究压强与深度的关系,在研究压强与深度的关系时,应该控制哪一个量保持不变呢?对,密度不变。

  同学们看,我现在把压强计的探头放在同种液体中,让深度逐渐增大。同学们有没有发现,U 形管两侧液面的高度差也越来越大,这说明了什么呢?这说明对同种液体而言,深度越深,它对应的压强越大。

  我们知道液体向各个方向都有压强,那么在同一深度的地方,各个方向的压强大小是不是相等呢?同学们看,我现在保持探头在液体中的深度不变,改变探头的方向,现在探头方向向下,请大家仔细观察。U 形管两侧的液面有了高度差,我改变探头方向,向左、向右、向上。同学们观察到 U 形管两侧液面的高度差有没有发生变化呢?没有,这说明什么问题呢?在转动探头过程中,U 形管两侧液面的高度差没有变化,说明对同种液体同一深度来讲,液体向各个方向的压强大小相等。

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