液體壓強教學課件

導入新課（5分鐘）

1．播放視頻：“蛟龍號”載人深潛器是我國首台自主設計、研製的作業型深海載人潛水器，設計最大下潛深度為7000米級，是目前世界上下潛最深的作業型載人潛水器。

2．潛水員潛入水中時為什麼要穿潛水服潛水？

3．據科學實驗：在水下100多米深度，食品罐頭也會被壓爆，人體血管會收縮，肺部會被壓縮到橘子般大小，許多魚類都無法在那樣的深度生存。

觀賞、體會與力有液體壓強有關的現象，針對問題積極思考可以暫時不回答。

感受我國的最新成就，激發民族自豪感。水下環境多數學生未知，水中巨大的壓強學生更不知道，這種神祕感更能激發學生強烈的學習動機。

新課教學

（30分鐘）

一、液體壓強的特點

演示：將一個盛有水的飲料瓶放在一塊海綿上，海綿會發生形變，説明盛水的容器對海綿產生壓強。

思考：水對容器底是否有壓強？怎樣顯示水對容器底的'壓強？液體對容器底部的壓強方向向哪？

將剛才的飲料瓶側放，觀察橡皮膜平還是不平？向哪個方向凸出？這説明什麼？

講述：液體對容器側壁有壓強的原因是液體具有流動性。那麼，液體內部是否有壓強呢？

演示：如圖2，將一個上、下、左、右四面都帶有橡皮膜的密閉立方體容器放進盛水的玻璃杯中，同學們能觀察到什麼現象？這説明什麼問題？從橡皮膜形變的方向能不能反映出壓強的方向？

老師：再仔細觀察圖2，還能發現一點，就是四個橡皮膜向裏凹進的程度不同。凹進的程度能説明什麼呢？

老師：液體內部的壓強隨深度增加而增大。在同一深度，壓強可能相等。

這個判斷是否正確，還需要更精密的測量工具，設計更合理的實驗進行檢驗。這個更精密的測量工具就是壓強計，大家結合壓強計的實物和課本上的圖片，説出它的構造。

壓強計是怎樣工作的呢？

演示讓學生觀察：沒有力作用在橡皮膜上時，U形管兩邊的液麪相平。手按在橡皮膜上時，U形管兩邊的液麪還相平嗎？按橡皮膜的手再用力些，U形管兩邊的液麪又有什麼變化？

講述：手按在橡皮膜上時，手給橡皮膜一個壓強，使橡皮膜向裏凹進，縮小了橡皮膜內密封的空氣的體積，氣壓變大，使U形管兩邊的液麪左低右高。作用在橡皮膜上的壓強越大，U形管兩邊液麪的高度差也越大。

演示：將壓強計的金屬盒放入水中，觀察到什麼現象？説明什麼？使橡皮膜分別朝上、朝下、朝左、朝右，觀察U形管兩邊液麪是否始終存在高度差？表明什麼？

總結：壓強計能反應液體內部壓強的大小和方向。壓強計中U型管中液麪的高度差能反映液體壓強的大小，高度差大，反映液體壓強大；橡皮膜的朝向可以改變，便於比較水內不同方向的壓強大小。橡皮膜在水中的方向能反映出液體壓強的方向，若橡皮膜朝下，表明它受到的液體壓強方向向上。

通過剛才的學習，大家認為液體內部有壓強嗎？液體內部的壓強與哪些因素有關？你怎樣設計實驗進行驗證？

明確實驗方法的基礎上，學生探究液體內部壓強的規律。

師生總結，液體壓強的特點：液體由於具有重力和流動性，對容器底部和側壁都有壓強；液體內部不僅有向下的壓強，也有向上的壓強，液體內部朝各個方向都有壓強；在同一深度，液體向各個方向的壓強都相等；深度增大，液體的壓強增大；液體的壓強還與液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。

解釋現象：1．人從淺水走向深水區，當水浸沒胸部以下時，會有胸悶的感覺，你知道什麼原因嗎？

2．大家對抗洪清搶險的場景不陌生吧！為什麼洪水來了，本來堅固的堤壩隨時會有決堤的危險呢？

3．我們也可以利用液體的壓強為我們服務。比如家裏的下水管堵塞了，可以利用一隻較長的管子與下水管的管口連接好，向管子裏倒水，只需幾杯，只聽“譁”的一聲，下水管通了。這利用了什麼道理？

把飲料瓶底剪掉，換成橡皮膜，然後倒入水，觀察到橡皮膜發生了形變（如圖1），這説明液體對容器底部有壓強。因為橡皮膜是向下發生了形變，説明液體對容器底部的壓強方向向下。產生這個壓強的原因就是液體受到重力。

橡皮膜向外凸出，説明液體對容器側壁有向外的壓強。

我們看到四個原本平平的橡皮膜都向裏凹進，這説明液體內部也存在壓強。

從橡皮膜形變的方向能不能反映出壓強的方向。最上面的橡皮膜向下凹進，説明它受到水向下的壓強；最下面的橡皮膜向上凹進，説明它受到水向上的壓強；兩邊的橡皮膜向右、向左凹進，説明它受到水向右、向左的壓強。這説明液體內部不僅有壓強，而且向各個方向都有壓強。

最上面的橡皮膜凹進的最小，左右兩面凹進程度相同，但要比上面的大些；下面的橡皮膜凹進程度最大。橡皮膜凹陷程度越大，説明它受到的壓強越大。所以圖1還能説明液體內部的壓強隨深度增加而增大。在同一深度，壓強可能相等。

學生回答：壓強計主要由一側裝有橡皮膜的金屬盒、橡皮管、U形玻璃管（內裝着色液體）、刻度板等組成。

學生觀察並回答：沒有力作用在橡皮膜上時，U形管兩邊的液麪相平。手按在橡皮膜上時，U形管兩邊的液麪有高度差。用力越大，U形管兩邊的液麪高度差越大。

學生：觀察到U形管兩邊液麪出現高度差，這表明橡皮膜受到了水的壓強。也就説液體內部有壓強。U形管兩邊液麪始終存在高度差表明液體內部向各個方向都有壓強。

學生思考並回答：把壓強計的橡皮膜放在水中，觀察U形管兩邊液麪是否有高度差，就可以知道液體內部是否有壓強。保持金屬盒在水中的深度不變，改變橡皮膜的朝向，可以研究液體內部不同方向壓強的關係。改變金屬盒的深度能研究液體壓強與深度的關係。將水換成鹽水進行實驗，能研究液體壓強與液體密度的關係。

積累感性經驗，為下面的探究做準備。

用橡皮膜形變程度反映壓強大小，為學習壓強計做鋪墊。

通過手按與放入液體中都能使高度差改變的對比，讓學生清楚壓強計能反應液體壓強的工作原理。

二、液體壓強的大小

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圖3

思考：我們已經知道液體內部的壓強與深度和液體密度有關，那麼液體內部的壓強與深度和液體密度有怎樣的數量關係呢？我們假想在液體內部深度h處有一很薄的小液片，小液片的面積為S（如圖3）。小液片要受到它上面液體的壓力F，這個壓力就等於上面液體的重力G，而重力G大小與質量m有關，質量m與液體密度ρ和體積V有關。利用上述物理量，能否計算出小液片受到的壓強？

液體內部壓強公式：_{#FormatImgID_3#}  

説明：（1）公式適用的條件為：液體。（2）公式中各符號代表的物理量及其單位：p──壓強──Pa；ρ──密度──kg/m³；g──9．8N/kg；h──深度──m。深度是指從液麪到所研究的那點的垂直距離，而不是從該點到容器底或到封閉的容器上蓋面的距離。（3）從公式中看出：液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關，而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。著名的帕斯卡破桶實驗充分説明這一點。

出示例題，指導演練。

畫出模型，引導學生進行推導。

用理論上的推導能進一步驗證前面科學探究的正確性。推導過程中因為涉及到前面學過的較多的知識點，教師要幫助學生，適當指導。

三、連通器

出示連通器，觀察連通器在結構上有什麼特點？

往連通器中注入紅色的水。觀察：各容器中液麪是相平的嗎？

將連通器靠近黑板後並引導學生觀察水面找學生畫出各液麪所在黑板上的位置，連線。

將連通器傾斜，也在黑板上描出液麪所在點，連線。

總結：連通器裏裝一種液體且液體不流動時，各容器中的液麪總是相平的。

茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是應用連通器原理的例子。

課件展示：船閘的原理圖和工作過程。

學生觀察，參與實驗。

觀看課件，能説出工作過程。

各液麪是否相平很難觀察，特別是在連通器傾斜的情況下，因此改進實驗方法可減少視差帶來的誤差，從而使結論更準確科學。

展示物理科學的應用價值，同時激發民族自豪感。

課堂小結（5分鐘）

通過今天的學習，同學們有哪些收穫？在實驗探究中又存在哪些問題？還有什麼想探究的問題？

學生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎上進行學習小結。

促進知識的鞏固掌握。提升學生的交流表達能力。