3.7压强（第2课时）（导学案）七年级科学下册（浙教版）2

3.7压强（第2课时）（导学案）【学习目标】1.了解液体内部有压强；2.了解影响液体内部压强的特点；3.了解液体压强的影响因素及计算。【学习重点】液体压强的特点；【学习难点】探究液体内部压强特点；液体压强计算。【自主学习】（此模块是回顾与预习）1.液体受到重力作用，故液体对容器底部有压强，液体具有流动性，液体对容器壁有压强；2.压强计的原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，U形管左右两侧的液面出现高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。3.液体压强特点：①液体对容器底部和容器侧壁都有压强；②液体内部向各个方向都有压强；③同种溶液同一深度，向各个方向的压强都相等；④液体内部的压强只与液体密度和深度有关，与液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积均无关。⑤液体密度相同时，深度越大，压强越大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。【课堂探究】一、液体内部存在压强1.液体内部存在压强固体会产生压强，液体是否也会产生压强呢？活动1．在一段粗管的下端蒙上橡皮膜，如图所示，将水注入管内至约1/3处，橡皮膜的形状有什么变化？再将水注入管内至约2/3处，橡皮膜的形状又有什么变化？现象：橡皮膜向下凸出，加水越多，凸出越明显。分析：液体受到重力作用，对底部的橡皮膜产生压力，使橡皮膜向下凸出。结论：液体对容器底有压强，液体深度越大，压强越大。2．如图所示，在一个容器的侧壁的出水口处蒙上橡皮膜，将水注入容器内至约1/3处，橡皮膜的形状有什么变化？再将水注入容器内至2/3处，橡皮膜的形状又有什么变化？现象：橡皮膜向外凸出，加水越多，凸出越明显。分析：液体具有流动性，对阻碍它流动的侧壁产生压力，使橡皮膜向外凸出。结论：液体对容器壁有压强，液体深度越大，压强越大。大量实验表明：液体对容器的底部和侧壁都会产生压强。液体内部也存在压强。液体的深度越大，压强越大。液体压强产生的原因液体对容器底部有压强：液体受到重力的作用；液体对容器侧壁有压强：液体具有流动性。液体不但对容器的底部和侧壁会产生压强，液体的内部也存在压强。如果你去游泳，当水面到达胸部时，就会感到胸闷，这正是水的压强引起的。2.压强计压强计：是测量液体内部压强的仪器，液体内部压强的大小可以用压强计去比较。结构：探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）、橡皮管、U形管。原理：当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜受到的压强越大，两管内液面的高度差越大。注意：压强计的金属盒可以转动，从而可以使橡皮膜朝向不同的方向；压强计使用前要检验气密性，若漏气，则会影响结果。二、探究液体内部压强特点1.实验探究液体内部压强特点液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？液体压强的特点又是怎样的呢？【提出问题】液体内部压强的大小跟哪些因素有关？【猜想与假设】根据生活实例，液体的压强可能与方向、深度、液体密度等因素有关。【设计实验】应用控制变量法，只改变某一个影响因素，通过压强计观察液体压强的变化。【实验器材】液体压强计、水、烧杯、盐水。【实验过程】（1）探究液体压强与方向的关系【实验步骤】控制探头深度相同、液体密度相同，改变压强计探头的方向，观察压强计比较压强大小。【实验现象分析】U形管两边液面的高度差不变，即液体内部压强不变。【实验结论】液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等。（2）探究液体压强与深度的关系【实验步骤】控制变量：控制探头方向相同、液体密度相同，增大深度，观察压强计比较压强大小。【实验现象及分析】深度越深，U形管两边液面的高度差变大，即液体内部压强变大。【实验结论】同种液体内部压强随深度的增加而增大。（3）探究液体压强与液体密度的关系【实验步骤】控制变量：控制探头深度和方向均相同，增大液体密度，观察压强计比较压强大小。【实验现象及分析】盛有盐水的U形管两边液面的高度差更大，即液体内部压强更大。【实验结论】液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体压强越大。由以上实验可知：液体内部压强特点①液体对容器底部和容器侧壁都有压强；②液体内部向各个方向都有压强；③同种溶液同一深度，向各个方向的压强都相等；④液体内部的压强只与液体密度和深度有关，与液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积均无关。⑤液体密度相同时，深度越大，压强越大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。2.液体压强生活实例（1）液体的压强与深度有关，深度越深，压强就会越大，所以潜水服的抗压能力也要越来越好才行，以保护潜水员的安全。（2）瓶中加水后，水从小孔射出，从下方小孔射出的水流射得更远，是因为液体深度增加，压强增大，导致水的流速增大，水流射得越远。（3）液体的压强与深度有关，深度越深，压强就会越大，则水坝下部压强更大，根据𝐹=p𝑆可知，相同面积水坝下部受到的压力比上部大，所以水坝的下部比上部修建得宽些，使其承受更大的压力。3.液体压强计算公式取液体中一段圆柱形液柱进行分析：液面下深度为h处液体的压强为p=注意：h为液面下某处距离自由液面（与大气接触的液面）的竖直距离，不是液面高度。科学·技术·社会·环境：深海载人潜水器大海神秘莫测，蕴藏着丰富而宝贵的各种资源。自古以来，人类一直在探索：深深的海底究竟有些什么？如何使丰富的海洋资源为人类造福？可是潜入深海并不容易，因为在水下，每下潜10米，压强就要增大100千帕左右。潜水员穿抗压潜水服只能下潜到几百米。为了下潜到海洋的更深处，科学家们研制了各种抗压的潜水器。深海载人潜水器是深海科学考察和资源勘探最基本的作业装备，它体现了一个国家的综合技术水平。21世纪以来，我国启动了深海载人潜水器的研制项目。2012年6月27日，我国自行研制的“蛟龙号”载人潜水器在下潜试验中成功到达7062米的深度。2020年11月10日，我国自主研制的“奋斗者号”万米载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜至10909米，创造了我国载人深潜的新纪录。【自我测评】典例1小明同学利用矿泉水瓶做小实验，在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔，将瓶子装满水，打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】由于同种液体的压强随深度增加而增大，所以将瓶子装满水，深度越大的孔喷射的水平距离越远，深度越小的孔喷射的水平距离越近，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。典例2如图，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精（ρ酒精＜ρ水)，A、C两容器中液体深度相同，B、C两容器的底面积相同。三个容器底部所受的液体压强分别为pA、pB、pC，下列判断正确的是（）A.pA＞pB＞pCB.pC＜pA=pBC.pC＜pA＜pBD.pA＞pB=pC【答案】C【解析】根据题意知道，图A、C中，hA=hC，由液体压强公式p=ρgh及ρ水＞ρ酒精知，pA＞pC，又因为A、B中容器中装的都是水，hB＞hA，所以pB＞pA，由以上分析知道，pC＜pA＜pB，故C正确，ABD错误。故选C。典例3如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。请回答：（1）甲、乙容器对桌面的压力分别为F甲、F乙，则F甲（填“＞”、“＜”或“=”）F乙；（2）液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙，则p甲（填“＞”、“＜”或“=”）p乙。【答案】（1）=（2）＞【解析】（1）水平桌面上，甲、乙两个容器中两种液体质量相等，容器的质量相等，根据G=mg可知二者的总重力相等，故容器对桌面的压力F甲=F乙；（2）从图中可知乙中液体的体积大于甲中波体的体积，因为液体质量相同，根据ρ=mV可知，ρ甲＞ρ乙，因两容器中液体的深度相同，根据p=ρ液gh，液体对杯底的压强p甲＞p乙典例4在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验，小科进行了如图所示的操作。请回答：（1）如图1所示为压强计的各部分结构，它是通过比较来反映被测液体压强大小的。（2）当金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小科同学却观察到如图1所示的情景，此时正确的做法是（）A.无需调节，可以直接进行实验B.需要调节，取下软管重新安装C.需要调节，将右边支管中高出的液体倒出（3）压强计调节正常后，小科将金属盒先后浸入到两杯液体中（已知其中一杯为水，另一杯为盐水，且液面等高），如图2甲、乙所示，由此可以确定图（填“甲”或“乙”）杯中盛的是水。（4）若要探究在同种液体同一深度液体向各个方向的压强是否相等，正确的操作方法是：。【答案】（1）U形管中液面的高度差（2）B（3）甲（4）将压强计的金属盒浸在液体中某一深度处，改变金属盒的方向，观察U形管两边液面的高度差【解析】（1）压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映被测压强大小的。（2）由图1知，左边的液面较低，说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压；此时应该将软管卸下来，使管内压强和大