科学实验室丨一杯奶茶里藏着这么大的秘密!
钱江晚报
2021-06-11

实验名:奶茶杯里的压力与压强

实验设计者:浙江省杭州第十中学曹莹超

本实验曾获上城区教师教育信息化评比一等奖、上城区科学微课一等奖、上城区科学实验调研一等奖

涉及知识点:七下第三章第7节压力与压强

实验的目的:压力和压强,对于抽象思维比较薄弱的青少年阶段的中学生来说,认知存在一定的困难。本节课用学生熟悉的材料奶茶杯作为实验器具,来探究上下口径不一的容器中液体压强与深度的关系、液体对容器底部压力与自身重力的关系。利用常见的生活化材料,激发学生思维的参与度;具象化的实验现象,帮助学生掌握抽象知识。

材料:奶茶杯、小台秤、剪刀、热熔胶枪、量筒、水、压强计

实验过程:

一、奶茶杯里有压强,液体压强与深度的关系

用压强计测量当水深为8cm、10cm、12cm时,A、B杯中压强pA 、pB的大小。

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二、奶茶杯里有压力,液体对容器底的压力与自身重力的关系

在A、B两只奶茶杯中,分别加入重力为4N 即4kg的水,观察台秤示数(即水对台秤的压力),比较水对杯底部的压力F与重力G的关系。

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实验发现:

一、水深相同时,pA =pB。说明液体压强与液体深度有关,深度越大,液体对容器底部压强越大。可以用p=ρgh计算液体压强。

二、上小下大的A杯中,台秤示数为0.375kg,即液体对容器底部的压力FA为3.75N,小于液体自身重力GA 4N。

公式分析,FA=pS=ρghS=ρgV=m红g=G红< GA

上大下小的B杯中,台秤示数为0.42kg,即液体对容器底部的压力FB为4.2N,大于液体自身重力GB 4N。

公式分析,FB=pS=ρghS=ρgV=m黄g=G黄>GB