一、体验液体压强的存在
1. 游泳或泡澡时会感到胸闷,潜水员深潜时要穿上厚重的抗压潜水服,这些现象说明了什么?
2. 生活中你有哪些经验说明液体压强的存在?
答案:液体内部存在压强,且液体压强随深度的增加而增大
示例:在装满水的塑料瓶侧壁不同位置扎孔,水会从孔中喷出,且下方孔的水喷得更远;或者鱼缸侧壁需做厚以承受水压(合理即可)
解析:
【分析】
对于第1问,我们可以从现象入手分析:游泳或泡澡时胸闷,是因为身体周围的水对胸部产生了压力,而压力的根源是液体内部的压强;潜水员深潜时要穿抗压潜水服,是因为深度越深,水产生的压强越大,需要更坚固的装备来承受。通过这些现象可以推断出液体内部存在压强,且压强随深度增加而增大。
对于第2问,需要联系生活实际,回忆能体现液体压强存在的场景:比如液体从容器侧壁的孔喷出,或者不同深度的孔喷水距离不同,还有大型储水容器侧壁的设计特点等,这些都是液体压强存在的直观体现。
【解析】
1. 游泳或泡澡时感到胸闷,是因为液体(水)对胸部产生了压强,导致胸腔受到压力;潜水员深潜时,随着深度增加,水的压强增大,需要厚重的抗压潜水服来承受更大的水压。这些现象说明液体内部存在压强,且液体压强随深度的增加而增大。
2. 生活中说明液体压强存在的经验示例:
① 在装满水的塑料瓶侧壁不同位置扎孔,水会从孔中喷出,且下方孔的水喷得更远;
② 水库大坝设计成上窄下宽的形状,以承受水深处更大的压强;
③ 鱼缸的侧壁需要做厚一些,来承受水对侧壁的压强(合理即可)。
【答案】
1. 液体内部存在压强,且液体压强随深度的增加而增大
2. 示例:在装满水的塑料瓶侧壁不同位置扎孔,水会从孔中喷出,且下方孔的水喷得更远;或者鱼缸侧壁需做厚以承受水压(合理即可)
【知识点】
液体压强的存在;液体压强与深度的关系
【点评】
本题紧密联系生活实际,引导学生从日常体验和生活现象中感知物理规律,注重物理知识与生活的融合,有助于培养学生观察生活、归纳物理现象的能力,加深对液体压强存在的理解。
【难度系数】
0.8
二、探究液体压强与哪些因素有关
1. 在一个装满水,且上端开口的大可乐瓶外壁不同高度处打几个小孔,水喷射的距离相同吗?这说明了什么?猜一猜:液体内部的压强可能与哪些因素有关?
2. 观察压强计,用手指按液体压强计橡皮膜盒上的橡皮膜,可以发现用力越大,U 形管两侧液面的高度差越
大
。液体内部压强的大小就是通过
U形管两侧液面的高度差
显示出来的。
3. 设计实验。
(1) 将液体压强计的橡皮膜盒放入水中某一深度处,保持橡皮膜盒在水中的深度不变,只改变它的方向,记录 U 形管两侧液面的高度差。这是为了探究
在同一深度处,液体向各个方向的压强是否相等
。
(2) 改变橡皮膜盒在水中的深度,是为了探究
液体内部压强与深度的关系
。
(3) 将水换成浓盐水,重复以上步骤,是为了探究
液体内部压强与液体密度的关系
。
4. 实验结论。
(1) 在同一深度处,液体向各个方向的压强
相等
。
(2) 液体内部压强的大小,随深度的增加而
增大
。
(3) 在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,
液体内部压强越大
。
答案:水喷射的距离不同,下方的孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大;猜测液体压强可能与深度、液体密度、方向有关
大
U形管两侧液面的高度差
在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等
液体压强与深度的关系
液体压强与液体密度的关系
相等
增大
液体压强越大
解析:
【分析】
1. 对于第一问,先观察可乐瓶不同高度小孔的喷水现象:下方小孔水喷射距离更远,上方更近,这说明深度越大,液体压强越大;结合现象和物理知识,可猜测液体压强可能与深度、液体密度、方向有关。
2. 第二问考查压强计的工作原理,按压橡皮膜用力越大,橡皮膜受到的压强越大,U形管两侧液面高度差就越大,这里运用转换法,将液体内部压强的大小转换为U形管两侧液面的高度差来显示。
3. 第三问的实验设计运用控制变量法:
(1) 保持深度不变,改变橡皮膜方向,控制了深度和液体密度,只改变方向,目的是探究同一深度液体向各个方向的压强是否相等;
(2) 改变深度,控制液体密度和橡皮膜方向,目的是探究液体压强与深度的关系;
(3) 更换浓盐水(改变液体密度),控制深度和橡皮膜方向,目的是探究液体压强与液体密度的关系。
4. 第四问根据实验现象总结结论:同一深度各方向压强相等;深度增加,压强增大;同一深度,液体密度越大,压强越大。
【解析】
1. 水喷射的距离不同,下方的孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大;猜一猜:液体内部的压强可能与深度、液体密度、方向有关。
2. 用手指按液体压强计橡皮膜盒上的橡皮膜,用力越大,橡皮膜受到的压强越大,U形管两侧液面的高度差越大。液体内部压强的大小就是通过U形管两侧液面的高度差显示出来的(转换法)。
3. 实验设计:
(1) 保持橡皮膜盒在水中的深度不变,只改变它的方向,控制深度和液体密度不变,改变方向,是为了探究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等。
(2) 改变橡皮膜盒在水中的深度,控制液体密度和橡皮膜方向不变,是为了探究液体压强与深度的关系。
(3) 将水换成浓盐水(改变液体密度),重复以上步骤,控制深度和橡皮膜方向不变,是为了探究液体压强与液体密度的关系。
4. 实验结论:
(1) 在同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(2) 液体内部压强的大小,随深度的增加而增大。
(3) 在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,液体压强越大。
【答案】
1. 水喷射的距离不同,下方的孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大;猜测液体内部的压强可能与深度、液体密度、方向有关。
2. 大;U形管两侧液面的高度差
3. (1) 在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等
(2) 液体压强与深度的关系
(3) 液体压强与液体密度的关系
4. (1) 相等
(2) 增大
(3) 液体压强越大
【知识点】
液体压强影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是液体压强的基础探究实验题,核心考查控制变量法和转换法的应用,通过观察实验现象推导实验结论,帮助学生理解液体压强的规律,是掌握液体压强知识的典型题型。
【难度系数】
0.8