大坝为什么上窄下宽

们，好，这里是人教版同步初中物理精讲八年级下册的课程内容，我是主讲老师王军，今天我们一起来学习液体的压枪， 好，不知道同学们有没有去参观过一些水库的大坝，那么我们可以看到啊，你站在这个大坝上去看，你会看到这一个大坝，它往往都做的是这一种上面比较窄，下面比较宽的这种梯形的形状。 哎，为什么大坝我们要把它做成这种形状呢？不能就直接做成那种竖直的像个城墙一样的那种样子吗？他这样子做到底是出于什么考虑呢？ 好，那么我们就带着这个问题来学习我们今天的新课。好，现在随着科技的进步啊，那么我们现在也有了一些新的娱乐项目吧，比如说我们去海边的时候，那么我们现在可能会喜欢去潜水， 去看看海底的世界是怎样的，那么如果说我们仅仅只是在一些潜海中去潜水的话，那么带有这样子的装备是不是就足够了呀？身上备一个氧气瓶好，那么身上可能并没有穿一些特定的衣服吧， 脚上呢？手上可能带上这一些帮助我们划水的这些器械就可以了。但是如果说啊，我们需要到深海中，我们要潜到几百米甚至是几千米的这样子的一个深海中的话，那么 在这个时候用到的这种潜水服那就不一样了，那这是一个深海潜水服，我们光从这个外表就可以看到，是不很笨重，很沉重啊，而且我们应该可以感受的到，这个上面是不是应该可以承受很大的压力，对不对？ 好，那么为什么潜海中潜水和深海中潜水他的这个装备这样子的不一样呢？ 那么这到底是出于什么考虑呢？好，那么下面我们就来研究一下在水里面这个水它能产生怎样的效果？那么我们来通过这样子的一个实验来看一下，这是一个两端都开口的透明玻璃管， 那么我在它的下端用橡皮膜蒙住，用橡皮筋把它的那个口子紧紧的扎紧好，当我往这一个玻璃管中倒水的时候，我们会看到 这个橡皮膜它会向下突出，发生形变，发生形变，那是不是就说明水对它有一个压力的作用啊？有压力从而产生了形变，那么这个压力是怎么产生的呀？ 我们说水它是有重力的对不对？它有重力，所以说它要向下落，所以它就要向下去挤压这一个 橡皮膜，所以由于水有重力对它支撑它的容器底部它是有压力的，那么有压力就有加强，所以水对容器底它是有加强的。好，那么水除了对容器底有加强， 如果说我在这个容器的侧壁上面开一个小口，那么在这个小口上面同样也蒙上橡皮膜，结果我发现这个橡皮膜他也会向外突出。哎，向下是因为有重力会产生压墙，那为什么会向侧边也会突出呢？ 向侧边突出是不是说明他对侧壁也有压墙啊？那么这个压墙到底是怎么产生的呢？ 是因为液体它有一个特点，它具有流动性，所以说液体内部我们好像现在看着哎，这个容器里面的液体是静止的，其实这个容器里面的这个水它是在不断的流动的， 那么它在不断的流动的过程当中，是不是就会去撞击侧壁呀？那么这样子从而对侧壁也就产生了一个压力的作用，那么有压力就有压枪，所以由于液体的流动性，它对容器的侧壁它也是有压枪的。

同学们好，你有没有想过，为什么咱们国家的三峡大坝底下修建的特别宽大？为什么奋斗者号潜水器潜入深海时，壳体会面临被压扁的危险？这背后都隐藏着一个共同的大反派，液体的压墙。今天这三分钟，带你识破第九章第二课的四大考试陷阱， 点赞收藏其中绝对用的上！第一大陷阱，压墙机到底怎么看？实验室里有个带软管的 u 型玻璃管，记住，它可不是联通器，我们用的是转换法， 橡皮膜受到的压墙越大， u 型管左右两边的页面高度差就越大。做题时如果看到用手按压橡皮膜，页面高度没变化，别犹豫，直接填装置漏气。第二大陷阱，控制变量法的连环。问，液体压墙受谁影响？就两个字，深度和密度。 实验题必备三句话，第一，同一个深度，不管橡皮膜朝上朝下还是朝左朝右，压墙完全相等。 第二，潜的越深，压墙越大。第三，在同样深度下，液体密度越大，压墙就越大。第三大陷阱，深度带来的暴击卷子上常问水坝为什么上窄下宽，标准答案是，因为水越深，压墙越大，大坝底部必 须加宽才能承受巨大的水压。同理，为什么咱们去深海探险必须要做特制的奋斗者号潜水器？因为一万米深的海底 压墙能把普通的钢板直接压扁。第四大陷阱，联通器的找茬游戏什么叫联通器？上面开口，底下相通，倒进同一种液体，只要不晃动，两边的水面永远是一样平的。咱们家里的茶壶、卫生间、洗手池下面的弯管，还有三峡大坝的船闸，通通都是联通器， 注意了，茶壶盖上如果没有那个小气孔，水可是倒不出来的哦！怎么样，液体的压墙是不是也没那么可怕？留个思考题， 帕斯卡曾经做过一个著名的裂桶实验，只用了几杯水就把一个结实的木桶撑裂了。你知道这几杯水是怎么做到威力这么大的吗？把答案打在评论区，关注我，下期带你见识更神奇的气体的压墙！

十万个为什么，今天我们共同了解为什么河堤要住的下宽上窄。 汹涌澎湃的浪潮日日夜夜不停的冲击着河堤，但是他依旧屹立着。不错，浪潮老是用力推呀推呀，一心要把河堤推倒， 让他自由自在的办法。这种河水横向的压力是与河水的深度成正比的， 也就是说河堤底部受到河水的压力要比上部大的多。 由于河堤的纵力是竖直向下，他与浪潮横向的推力会产生出斜向河里，如果河里跃出河堤的底部，河堤就要倾倒。 把河堤住的下宽上窄，正是适应河水压力的变化，节约了材料，并且是河堤不至跃出河堤的底部，因此可以使河堤站的更远。 另外把低铸成坡度也能防止泥土倒塌下来。做的下宽上窄还有一个好处 是低顶地基单位面积承载的重量比较小，减轻了低的负担， 使堤坝能站的更高。谢谢大家，再见！

哈喽，大家好，这里是建在美国克罗拉多河上的湖佛水坝，由于它位于艾瑞藏纳和内华达的交界处，所以它的桥头各自有两个周的时间。然后大家知道为什么水坝都是这种上窄下宽的结构吗？这是一个初中物理题， 湖泊水坝还是相当壮观的，同时这里还是边境港的取景地。真不知道这个大洞里面会蹦出什么样的东西。

大家好，我们都知道呢，这个拦河大坝是吧，它那个河堤都修成呢，大约这个效果，呃，是梯形，上边窄，下边宽是吧？那么它这样修建的这个科学道理在哪呢？那么本堂课呢，我们来学习相关的知识点。 呃，第九章，呃，第二节液体加强， 你听说过 pass 卡实验吗？呃，大约是这样的， 这个容器呢，它是一个啤酒桶，它这个啤酒桶呢，是非常坚固的，它是用那个木条呢，呃，又用很多木条，然后呢拼接而成 啊，当年呢帕士卡呢，他站在一个高楼上啊，大家看细节图，这个小细管上方啊，接了一个漏斗的吧，那么帕士卡呢？啊，把这个水倒入到这个漏斗当中啊，可以看到这个吸管中的水位，吸管当中的这个水位会越来越高的吧，越来越高， 当达到一定程度的时候，出现一个很神奇的现象，那就是非常坚固的这个啤酒桶，它爆裂开了。后来呢，呃，央视呢，做了一个呃复现实验， 这个容器代表啤酒桶 还在持续不断的亏损，这个零压力已经很大了， 暴力，暴力，暴力！ oh， ah， 再看它高度五米三是吧？嗯， 本来这个容器呢，它是非常坚固的， 呃，刚才大家看到了，呃，这个录像，是吧？那么录像当中呢，它这个容器哈非常坚固，但是呢，呃，当上面呢这个水位很高的时候，它发生了爆裂， 那么容器为什么会爆开呢？呃，是水给它的加强呢？ 来，咱们接着看实验， 禁止在桌面上的水杯对支撑他的桌面有压力，婴儿对桌面产生加强。 那么杯中的水对杯底和侧壁也有加强吗？我们来观察两个小实验，这是一个两端开口的玻璃管，其中一端蒙上橡皮膜，把它竖直放置往玻璃管中倒水， 观察到橡皮膜逐渐向下鼓起，这表明液体对容器底部有加强。 这是一个大玻璃桶，它的侧壁有一小节开口的玻璃管，用橡皮膜将管口蒙住，通过漏斗和橡胶软管往玻璃管内倒水， 可以看到橡皮膜向外鼓起，说明液体对容器侧壁也有加强。以上实验表明，液体对容器底部和侧壁都有加强。 呃，我们通过呢观察的现象，呃，可以得出这样的认知，也就是说呢，呃，一个容器当中它装入了液体，那么这个液体呢？对容器的底部啦，对容器的侧壁呢？它都会产生加强啊， 那么容器的底部呢，它受到这个压墙的原因是因为什么？因为这个液体它受到了重力，而容器的侧壁呢，它也受到压墙，是因为什么？因为这个液体呢，它具有流动性。 来接着看实验， 大家看哈。呃，这是一个什么样的一个教具呢？你想象有六块这个正方形的这个玻璃，然后呢会把它呢拼接成啊这么一个立方体， 然后呢我在他的这个上上表面，上下左右这四个表面啊开孔，开孔之后呢，每个孔上他蒙上了橡皮膜，然后呢把这个正方体的呃，这个焦距呢，我给他浸没在这个水当中，大家可以看到啊，橡皮膜是不是发生了形变，是吧？ 那么这个实验说明什么呢？说明，呃，液体内部是不是也存在压墙？ 液体受到重力，并且呢具有流动性，液体内部之间呢会互相啊挤压，因此液体内部向各个方向它都会呢有加强， 那么上表面这个橡皮膜所处的加强是向下的，那么这个橡皮膜呢，所处的加强是向左的，这个表面所处的加强呢是向右的， 那么下表面的这个橡皮膜所处的压墙呢，是向上的，对吧是吧？呃，说明液体内部它各个方向它都会存在压墙。 那么液体内部的压墙有什么特点呢？人们，呃进行了不同的这个尝试，对吧？大家看到，呃下潜不同的深度对潜水装备的要求是不一样的， 那么我们人体呢，人体的表面它所能承受的加强肯定是有一定限度的。 呃，若说呢，所下潜的深度，这个深度如果越深，那么人体呢，所受的加强就越大，这样呢，所穿的这个防护服，大家能够感觉到这个装备这个抗压能力叫越强， 那么水油，同样体积的水和油，那水的重力会更大一些，那么应该呢，对杯子产生的压向应该更大一些。 那么液体内部的压向大小与什么因素有关系呢？而人们进行了这方面的探救， 呃，猜想，我们猜想哈，液体内部的压墙大小可能与什么呢？可能与液体的深度有关，呃，还可能呢，跟呃方向有关，再有呢跟呃液体的密度有关等等进行了一切的猜想。 那么如何去测量这个液体压墙呢？人们就引入了这么一种呃测量压墙的仪器，呃，全写叫什么叫液体压墙剂，这个 u 型管，橡橡皮管，探头橡皮膜， 呃，它这个示意图呢，稍微有点复杂，是吧？我给大家呢简化一下， 来，大家看哈，这是一个 u 型管，我现在呢在管当中给它装入液体，这个红色的代表什么呢？代表这个水。现在呢这个两管当中这个页面它是相平的，那么这个呢所代表的它就是一个探头，你想象这是一个金属盒， 呃，我在金属盒上面呢蒙上一层橡皮膜，然后呢我把这个探头跟这个管啊，我就给它连接起来， 呃，大家看细节图哈，呃，现在呢，它这橡皮膜它是平的，又说什么呢？它没有受到加强，当橡皮膜呢，它不受加强的时候，这个页面和这个页面呢它是相平的， 让大家想我呢，呃把这个碳坨呢给它进入到这个水当中，这个是水面，是吧？这个时候呢，这橡皮膜它的表面会受到加强， 一旦呢呃这个橡皮膜呢，它的表面它受到这个压强的时候，那么橡皮膜我们想一下，它会发生凹陷，对吧？于是呢会出现效果，呃这个页面它会下降，而这个页面的话呢它会上升。 呃，于是呢，呃 u 血管当中这两个页面呃会出现高度差， 这个高度差呢，我写得是 h 的 吧，也说这个橡皮膜它所受到的这个液体压墙我们的眼睛看不见，对吧？但是呢这个高度差是能够看得见的，而且呢这个橡皮膜所受到的压墙要说越大，那么这一端呢，这个高度差就越大， 于是的话呢，我把对呃这个压墙大小的评价就转换成来评价这个高度差，这是一个典型的一个转换法。这个 然后呢我们借助呃这个测量工具呢，就能很好地去探究液体内部加强的特点， 首先保持这个探头在水中的这个深度呢， 这个深度它不变，对吧？然后改变探头的方向，这个探头的方向是怎么改变的啊？大家看到哈，这有一个旋钮，这个旋钮它呢会一拧的时候 就能够改变这个探头的方向。这个橡皮膜，这手心代表橡皮膜，可以吧？他朝上的时候，那橡皮膜所触的压墙是向下的，当橡皮膜呢朝下的时候，那么橡皮膜所触的压墙呢？就是向上的，其他情况以此类推，对吧？ 改变改变探头方向啊，观察在同一深度同一深度各个方向的压墙的关系 啊。这里边我就直接啊说结论，所看到的结果呢，呃，这个 u 形管当中他那个高度差，高度差他是不变的，那么不变呢，就意味着这个压强他不变，对吧？第二个探求改变探头在水中的深度， 那改变深度很容易的吧，就把这个探头的话呢，呃往下点或者是往上点吧，改变深度，然后呢观察它高度差，然后呢？呃，把容器中的这个液体原来是水，现在呢，我换成酒精改变液体，那么不同的液体呢，那它的什么密度是不一样的， 然后呢，再观察什么？再观察这个高度差就可以了， 我们有这么一个记录表格，是吧？ 最终呢，得出了这样的实验结论，那就是，呃，同种液体同一深度，呃，向各个方向的加强，它都相等，然后呢，同种液体这个深度越深，那么加强越大， 深度相同的时候呢，液体的密度越大，那么液体的加强呢？呃越大，这就是呢，我们通过实验所得出来的液体加强的规律， 那么液体的压墙它有大小，呃，我们通过什么呢？我通过 u 形管当中的高度差，它能够定性的给它体现出来，那么液体压墙的大小我们如何计算呢？下面呢，咱们看一下它的退导公式， 呃，大家看哈，这是一个烧杯，这里边呢装了些水，然后你们去想象，在这个水当中呢，它有这么一个，呃，水柱，这个水柱它是个圆柱形， 呃，这个蓝色的，我把它呢提出来是不是？那这个水柱，呃，它的这个圆柱体嘛，这个圆柱体的下表面 啊，大家想哈，它这个圆柱体的这个下表面肯定是一个小圆面的吧，是个水平的嘛，那么这个水平面所受的压力 f 它等于什么？ 呃，因为它这个小圆面呢，它是水平的，这样呢，这个压力是不等于，呃，这个水柱水柱的重力，重力在 mg 是 吧？然后呢，这个 m 等于 u v， 而这个 v 因为是个圆柱体，圆柱体，那这个体积就是啊底面积乘以高， 这样呢，这个压力就是这么一个结果的吧，啊，再结合呢压强公式，呃，最终就得出了这个液体压强的这个计算公式就是 p 等于 ro g h 这么一个结果。 下面咱们对着公式做一个剖析哈，当我们在利用这个公式的时候呢啊，要注意什么？那就是公式当中的物理量，你像这个 ro 他的单位啊，必须用的是国际主单位，那就是千克每立方米，这个深度的话呢，所用的单位必须是啊，主单位米，只有这样呢，所得出的这个压强的单位，他才能是帕什卡，这个 使用的时候单位要统一，那么公式当中它这个深度啊，是一个什么概念呢？液体内部某一位置到自由页面，这个数值距离就是所说的深度。 你像这个容器，呃，这个这个面是吧？就是它的自由页面，那么 o 点到它的这个数值距离，这个就是深度，对吧？这是 o 点啊， o 点所处的深度在哪呢啊？是哪个呢？ 这个容器的形状决定了这个液体的自由页面是在这，是吧？在这， 那么 o 点到它的这个数值距离，这个就是，呃，这个 o 点所处的深度。去体会这个深度是个什么概念？ 下面咱们看道题哈，求出下列各点的深度，那么这个 g 点现在这个自由页面在这是吧？在这一个，呃， 那么这个自由页面呢？到容器底这个距离应当是二十减掉三，是不是？而 g 点所处的深度， g 点所处的深度应当是这个这个距离，是吧？这个数字距离，这是 g 点所处的深度呢？那比较显然， 这个深度应该等于什么呢？应当用用这个距离，对吧？啊？把什么呢？把这个六减掉，对吧？ 所以本题答案就是十七，十七减六等于十一，对吧？也说 g 点它所处的深度是十一厘米，那就可以了啊，其他情况呢？以此类推， 你能解释以下现象吗？这个 pass 卡这个裂桶实验，那么这个桶它为什么能够裂开？其实根据我刚才的学习呢，应该比较显然了，这相当于是一个容器， 这画的有点丑啊，大家就是去体会，可以了，这个是一个你相当于是这个皮肤桶嘛？它上面这个小玻璃管的话呢，又细又高，对吧？然后它往这边加水，往这里加水， 我换成这个蓝色，大家去体会，就水嘛，那么这里边这个水越来越多，对吧？越来越多。 呃，这时候呢，这个容器的容，这个容器的位置所处的深度，这个深度，这个 肯定是越来越大的吧？啊？这个时候呢，这个容器这个容器的侧壁所处的压墙，这个 p 等于 ro g h， 呃，这个水的密度不变， 你随着不断的往这里边加水之后呢，它这个水位升高，水位升高，这样呢，这个 p 会越来越大。终有这么一个时候，这个压墙，这个 p 呢，会超过，会超过这个容器的承受能力，那超过它的承受能力了，那这个桶就裂开，对吧？就这么一个道理， 那么可有桶来？这个大坝为什么要修建成上边窄下边宽，那么同样的道理， 这边是水，对吧？呃，这个水呢？呃，内部压墙越往下的时候呢，这个压墙越大，对吧？而大坝呢，它的下边呢？ 它的下边修的比较宽，目的为了什么？为了增强这个抗压能力，是不是？ 下面来看道题，如图，容器内它装有水，哈。这个 a 点的深度有多长？ a 点到这个自由页面的这个距离， 那么 a 点到这个自由页面的这个距离，它就是深度，对吧？这是七十，这是十厘米，所以说它呢，这个就是多少？六十厘米。那么 a 点所测的压强，那 a 点测的压强显然是液体压强， p 是 root x， 对 吧？ 呃，这个 h 呢，在代入的时候要注意用的是国际主单位，要把这个厘米变成米，那就是，呃，零点六米，这个小 g 呢，它取十可以了， 而这个 ro 是 水的密度是一点零乘以十的三次方，这个千克每平方米，我们把这些数据呢代理之后啊，最终就会得出一个结果，那么这个压墙应该是啊，六百啊，应该是六千至六千帕就可以了， 那么水对容器底儿，水对容器底儿的这个压墙，那跟刚才的这个思维差不多，对吧？啊， 下面呢，把本堂课知识点咱们做一个简单的一个总结归纳。呃，液体压墙，要知道液体压墙的特点。呃，这个特点的话呢，大就是概括成这些的吧， 然后呢，液体压墙它的产生原因是由于液体受到重力，并且呢它具有流动性，再说呢，呃，这些就是液体压墙的产生原因，而它的特点的话呢，液体朝各个方向都有压墙，这是一个特点。再有在同一深度，液体向各个方向的压墙呢，它都相等 那么密度啊，深度越深，压墙越大，那么密度越大，压墙越大，这个， 而液体加强的这个计算公式就是 p 等于啊 ro g h 啊，其实我们根据这个公式呢，要有一个认知，那么液体加强的大小的决定因素 应当是有两个是不是一个？是啊，这个 ro 是 液体密度，一个呢是深度，这个这两个因素呢就决定了液体加强的大小。 来看看随堂练习，如图， a 和 b 是 两只完全相同的试管啊，装有呢，质量相等，质量相等，这个不同液体，当你看到这个不同液体的时候，要反映出来是密度不同，对吧？ 然后问考生，这个试管底部它所处的压强是什么关系？ 那这个试管底部哈所处的压箱呢？分别是 p 一 和 p 二，那么显然这个压箱这个 p 等于 rogh 的 吧。 现在我们看四极图，这两个页面，它是相平的，相平就意味着这个试管底部所处的深度，这个量它是一样的。然后呢，再来看这个密度关系， 密度 ro 等于 m 比 v， 它明确告诉我们这个质量相等， 而根据系数来看呢，呃，这个 b， 这个试管它是倾斜的，它的倾斜的话呢？呃，这个是是数值的，对吧？那么显然，呃，它这个图片，它传递了一个信息，是什么信息呢？这个试管 b 当中，那个液体的体积会更大一些， 分子相同，分母越大，这个比值怎么样？越小是不是？呃，这本题答案就出来了，这个 p a， 它应当小大于呢？ p a 大 于 p b， 是 吧？哎，就可以了。 再来看这个第二题， 呃，这个容器中，它装有一定的水哈，容器底部呢，有 a、 b、 c 这么三个点，问考生这个三个点的这个压强的大小关系？其实这道题哈， 呃，这个容器中，它这个水面肯定是水平的嘛，那我们看这个斜面嘛，可以感感觉到这个 c 点所处的深度， 说更深一些的吧，加强这个 p 等于 rog h 啊，是同种液体 ro 一 样，显然这个 c 点所处的深度最深的吧，最大嘛，因此 c 点的加强就越大啊，就可以了 啊。下面咱们看第二题， 呃，相当什么呢？相当于是两个容器，两个容器呢，它共用，共用一个侧壁对吧？ 装有酒精的，装有酒精的这个容器，这个橡皮膜，这橡皮膜，呃，是它的一个侧壁，对吧？ 那么同时呢，这个橡皮膜呢，它也是装水容器的啊的侧壁，那么这个橡皮膜我们看到哈，橡皮膜啊，它所处的深度它是一样的， 因为啊，这个酒精这个页面和这个水的这个页面呢，这两个页面相平啊，相平的话呢，就意味着橡皮膜呃，在这个容器当中的深度和在这个容器中的深度它都是一样的， 那么这个橡皮膜的左侧，这个橡皮膜的左侧，他所受到的这个酒精的压墙是 p 一， 橡皮膜的右侧的话呢，所受到的水的压墙是 p 二，那么一压墙 p 等于 rogs 啊，跟刚才的解释啊，这个深度相同，显然这个水的这个压水的密度要大一些， 是不是？所以说呢啊，图中这个 p 二这加强要大些，因为这个橡皮膜它的左右两侧啊，它这个压墙它不一样，所以说呢，它就不能是平的，是吧？ 这本是答案。这个橡皮膜的话呢，应当是向左侧凸起啊，就可以了， 我这么说有点有点急躁，对吧？因为这个压墙不一样，因此这个橡皮膜它的左右两侧所受到的这个这个压力它就不一样了， 因为压力不一样，那橡皮膜它就不能是平的，对吧？呃，右侧的压力大，所以说呢，橡皮膜就会呃向向这边凸起，对吧？就可以了。好了，文堂课呢，就到这里，再见。