探究在水平面上液体对容器底的压力与重力的关系

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1、探究在水平面上液体对容器底的压力与重力的关系万年县第二中学陈培火在初中物理“压力和压强”章节中，对于容器底面所受压力与容器中液体重力之间的关系这个问题。学生很容易形成这样一些错误的认识：“容器底面所受压力等于容器中液体的重力”、“容器中液体越重，容器底面所受压力、压强也就越大”……这些错误的认识一旦在学生头脑中扎下根来，就很难改变，会给以后的教学带来很多的不便，同时非常不利于学生的学习。因些，在教学中，为使同学们更好地理解这一知识点，本人尝试不同的教法，收到了较好的效果。图1帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验（图1）：他用一个密闭的装满水的

2、桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了一杯水，就把桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。这个实验说明液体的压力一般不会等于液体的重力。那液体的压力与液体的重力间有什么样的关系呢？液体对容器底的压力和液体的重力有没有相等的时候呢？如图2所示：如果容器从上到下各处的横截面相等，例如圆柱体、S图2长方体，这时液体对容器底的压力与液体的重力有什么关系呢？分析：液体的压力：F=PS=ρ液ghS=ρ液gV液=ρ液V液g=m液g=G液这时液体对容器底的压力等于液体的重力；即：F=G液如图3所示

3、，水平桌面上放有三个底面积相同的容器，里面装有等高度的同种液体。它们对底部的压力有什么关系呢？分析：根据压强公式P=ρgh可知，容器中装的是等高度的同种液体，ρ和h相等，所以甲、乙、丙三个容器中，液体对容器底的压强相等。再根据压力公式F=PS可以，容器的底面积也相等，所以甲、乙、丙三个容器中，液体对容器底的压力相等。F甲=F乙=F丙。甲乙丙图3甲容器中液体的压力等于液体的重力，乙和丙容器中液体的压力和重力间又有什么关系呢？分析：由于甲、乙、丙三个容器中，液体对容器底的压力相等，而甲容器中液体的压力等于液体的重力。所以乙、丙容器中液体对容器底的压

4、力也对于甲容器中液体的重力。由图可以看出乙容器更大，里面装的液体更多，乙容器中液体的重力大于甲容器中液体的重力。所以乙容器中液体的压力小于液体的重力，即FG综上分析可以得出：1.如果容器上面的横截面大于容器底面积，也就是说上大下小，这时液体对容器底的压力小于液体的重力；2.如果容器从上到下各处的横截面相等，例如圆柱体、长方体，这时液体对容器底的压力等于液体的重力；3.如果容器上面的横截面小于容器底面积，也就是说上小下大，这时

5、液体对容器底的压力大于液体的重力；如图4所示图4通过以上分析，使学生不仅对“压力”这个概念有了更深层次的理解，更重要的是学生对“液体对容器底部的压力”这类问题不会和液体所受的重力相题并论。而是能冷静地分析与思考，对处理液体对不同形状的容器底部的压强这类问题打好良好的基础。既有效促进新旧知识精确分化，更有利于知识重点和难点的突破。