課程名稱：壓力與液體壓力 編授教師： 中興國中 楊秉鈞

 接觸面的壓力

力效應觀察一 左 右

力效應觀察二 甲 乙

壓力的定義  壓力的定義： 與 的比值，記為 。  壓力是 上，每單位面積所受垂直作用力的大小  壓力的單位： 與 。  壓力的定義： 與 的比值，記為 。  壓力是 上，每單位面積所受垂直作用力的大小 垂直作用力 受力面積 P 受力平面  壓力的單位： 與 。  1 gw/cm2= Kgw/m2。 10

壓力的計算 列式思考 F 垂直 F A F A A A F F A A F F A

壓力圖說一 甲 乙 丙

壓力圖說二 銳利刀子易切 削尖吸管易刺入 泥濘地鋪上平板 腳不會陷入土中 人重 60Kgw 豆腐放在劍山上不會破 0.6 m2 0.2 m2

範例練習  範例解說： 1.如下右圖所示，有一4500 gw的木塊，三邊長度分別為30公分、40公 分、50公分，試回答下列問題：  將甲面放於桌面，其施於桌面的壓力？ gw/cm2。  將乙面放於桌面，其施於桌面的壓力？ gw/cm2。  將丙面放於桌面，其施於桌面的壓力？ gw/cm2。  面積愈 的 面，其壓力最大，因此時P、A成 關係。 2. 如下左圖，A 正方體木塊的邊長為10 cm，重量為 500 gw；B　 正方體銅塊的邊長為 5 cm，重量為1000 gw，試回答下列問題：  A 與 B 接觸面的壓力為多少？　　 　gw/cm2。  B 與地面接觸處的壓力為多少？ gw/cm2。 3 3.75 2.25 小 乙 反比 20 60

範例解析  範例解析： 1. 2.

 液體的壓力

液體的壓力  液體的壓力：壓力來源在於 。  討論的是靜止液體重量所形成的壓力，稱為靜液壓力（液壓）  液體壓力公式的導證：  液體的壓力：壓力來源在於 。  討論的是靜止液體重量所形成的壓力，稱為靜液壓力（液壓）  液體壓力公式的導證： 液體本身的重量 h cm 液體密度 D g/cm3 底面積 A

液體壓力公式的應用  液體壓力的單位： 或 。  1 Kgw/m2= gw/cm2。  液體壓力公式：  液體壓力的單位： 或 。  1 Kgw/m2= gw/cm2。 0.1  液體壓力公式： h：垂直深度（由液面垂直向下算）

液體壓力 方向性討論一  液體壓力方向性：  靜止液中任一點，所受到的壓力方向 。   液體壓力方向性：  靜止液中任一點，所受到的壓力方向 。  無定向 液體密度 D 深度 h ●  對液內任一點，在任一個方向上， 皆有一對大小相同、方向相反的力壓迫著此點。

液體壓力 方向性討論二  液體壓力方向性：  液體的壓力方向恆與器壁 。  深度相同之各點，皆有相同的壓力。 物體 垂直  液體壓力方向性：  液體的壓力方向恆與器壁 。 垂直  深度相同之各點，皆有相同的壓力。 （媒體：1，6’31”） 物體

液體上下壓力觀察  實驗流程： 拉緊細線並壓住

液體上下壓力觀察  實驗流程：（媒體：1；1’51”） 手鬆開 10 cm 1.觀察塑膠板是否落下？ 2.觀察並記錄塑膠板落下時，管內外水面高度？

液體上下壓力解析  解析： 下壓力 P2 膠板 h1 h2 上壓力 P1 板重： W 圓桶底面積：A 筒外液體密度：D1 筒內液體密度：D2

範例一解說  範例解析： 1.求以下各小題的液體壓力： （1）如圖的容器裝水，其內四位置：  A 點壓力＝ gw/cm2。  B 點壓力＝ gw/cm2。  C 點壓力＝ gw/cm2 。  D 點壓力＝ gw/cm2 。 （2）將密度 0.8 g/cm3 的油，倒入水中，容器底面積 10 cm2，如圖：  容器底部所受液體壓力= gw/cm2。  容器底部所受總力 gw。 1 cm 4 cm 2 cm ● 4 4 6 7 4.6 46 水 油

範例二解說  範例解析： 2.底面積相同、重量相同的三種容器，裝等高的水後置於水平桌面上：  範例解析： 2.底面積相同、重量相同的三種容器，裝等高的水後置於水平桌面上：  容器底部壓力比？ 。  容器底部總力比？ 。  桌面所受的總力大小？ 桌面所受的壓力大小？ 。 1：1：1 1：1：1 A＞B＞C A＞B＞C A h C B  容器底部壓力比，因 h 、D 均相同。∴容器底部壓力相同。  容器底部總力比  F=PA。∴ F 相同。 水重比： A＞B＞C 桌面所受的總力=容器重+容器內液體重 A＞B＞C  桌面所受的壓力=桌面所受的總力除以桌面與容器的接觸面積， 因為接觸面積相同  A＞B＞C

範例三解說  範例解析： 3.取一輕質硬塑膠板（若重量不計），用手緊密的按在一只開口的玻璃圓 筒下端，一同壓入水內，如下圖所示，使塑膠板距水面20cm，然後鬆 手，發現塑膠板未落下，試回答下列問題：  此時硬塑膠板受有上壓力？ gw/cm2。  今由上部倒入密度為0.8 g/cm3的酒精，當酒精高度為若干時可發現 硬塑膠板落下？ cm。　 20 25 下壓力 P2 h 上壓力 P1

範例四解說  範例解析： 4.一硬塑膠薄片緊壓在底面積為 9平方公分的空心圓筒下端，塑膠片重　 27公克重，如圖所示，此圓筒直立浮於水面上，試回答下列問題：  圓筒底部距水面的差大於 公分時，塑膠片才不會落下。  在圓筒內放置一枚硬幣，量得筒底至水面的深度為 5公分時，塑膠 片恰好不會落下，則硬幣重量為 公克重。 3 18 h1 上壓力 P1

液體壓力的性質  液體壓力的性質： 1.同一液體，液體愈深處，液體壓力 。  水壩的底部比上部較 。（媒體：1，1’19” ） 2.同一液體，只要垂直深度相等，則壓力 ，與容器形 狀、大小、底面積均無關。  液體壓力僅與 、 有關 3.液體壓力無固定方向，上、下、側壓力都有。  液體壓力與容器器壁 。 （媒體：2，1’15”） 愈大 厚 相等 垂直深度 液體密度 垂直 h：垂直深度（由液面垂直向下算）

水壓觀測器  水壓觀測器：置入液中，橡皮向 凹陷，入水愈深， 橡皮被壓的 。（媒體：1，2’53”） 內 愈凹

自製的水壓觀測器 在靜止液體中，垂直深度相同的位置，其保鮮膜的凹陷程度 。 相同

液體壓力性質圖說 PA=PB=PC PA=PB=PC P甲＞P乙 水壩的壩底

液體壓力的方向性圖說一 垂直 垂直 同一液體愈深處，液體壓力愈大，且液體壓力與容器器壁垂直。

液體壓力的方向性圖說二 俯視 同深度鑽四個洞 同深度，液體壓力相同

 靜液壓力應用 － 連通管原理 － 帕斯卡原理

水平面 水平面 靜止液體的表面必為 。 同液體、同水平面，各點壓力必相等。

連通管原理  連通管：底部相通的容器 連通管內液體靜止時，每個容器液面必定在同一水平面上，而與容器的形狀、大小及粗細無關，稱 。 連通管內液體靜止時，每個容器液面必定在同一水平面上，而與容器的形狀、大小及粗細無關，稱 。 連通管原理

連通管原理應用  運用連通管原理 。 顯示水位  運用連通管原理 。  問題：砌磚師傅砌好一牆，如果在另一邊再砌相同高度磚牆，如何利 用水管及水來判斷高度是否相同呢？

液體壓力的平衡 水由 流向 ，ㄧ直到壓力 才靜止 壓力大 壓力小 相等

帕斯卡原理  帕斯卡原理：在 容器中的液體，當某一部分被加壓 時，此壓力會以 大小傳遞到液體各部分  帕斯卡原理：在 容器中的液體，當某一部分被加壓 時，此壓力會以 大小傳遞到液體各部分 密閉 相等  密閉容器內的液體，其增加的壓力處處相等且垂直器壁 （媒體：1，3’45”）

帕斯卡原理討論  帕斯卡原理討論：

帕斯卡原理 範例解說  範例解說： 下圖為盛裝液體的容器，若左右兩邊活塞面積的比為　 1：20，試問在小活塞上施予　5　公斤重的力，當壓力傳到大活塞時， 大活塞最多可舉起多少公斤重的物體？ (Ａ) 5公斤重 (Ｂ) 100公斤重 (Ｃ)150公斤重 (Ｄ)200公斤重。 B 帕斯卡 Pascal, Blaise,1623-1662

帕斯卡原理應用圖示  應用： 煞車系統、千斤頂、針筒

課程結束 Jim 212 Family 2007.5.23