人教版8下物理9.2 液体的压强（导学案）【学生版】

9.2液体的压强（导学案）【学习目标】1.经历探究液体压强的特点的实验过程，认识液体压强与液体深度和密度的关系，能准确陈述液体压强的特点。会利用液体压强的特点解释有关现象。2.能熟练写出液体压强公式，并能进行简单计算。3.能说出连通器的特点，并能举出一些常见连通器的实例。【学习重点】液体压强的特点和液体压强的大小。【学习难点】应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．压强计：是测量液体内部的器材；放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体的压强越大，U形管左右两侧液面越大。2.液体压强的特点：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强大小；深度越大，压强越；液体内部压强的大小还与液体的有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。3.液体压强的大小：p＝。由该式可知：液体压强的大小只与液体的和液体的有关,而与液体的体积、质量，与浸入液体中物体的密度（选填“有关”或“无关”）。4．连通器上端、下端的容器叫作连通器。特点是：当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是的。生活中常见的连通器，例如茶壶、锅炉水位计等它们都是利用连通器的特点来实现自己的功能的。请你再举一些连通器的实例：、等。【合作探究】探究一、液体压强的特点1.液体内部向各个方向都有压强（1）现象探究①实验一：如图所示，有一个两端开口的玻璃圆筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。表明水对容器的有向下的压强。②实验二：在开口的矿泉水瓶上扎个小孔，水从小孔喷出的情况如图甲所示，液体能从矿泉水瓶侧壁的孔喷出，表明水对容器有压强。如图乙所示，将底部和侧壁套有橡皮膜的空塑料瓶竖直压入水中，观察橡皮膜的变化情况。实验中竖直向下按压瓶子时，底部和侧壁的橡皮膜向瓶内凹，表明水内部向各个都有压强。甲乙（2）实验结论：液体内部向各个方向都有压强。（3）液体产生压强的原因：液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强；液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。2.探究液体压强与哪些因素有关【进行猜想】由上图甲中的实验可以看到，容器中液面的深度不同，从容器侧壁孔中喷出的液体射得距离不同，由此想到液体压强的大小可能与有关。如下图所示，同样的两个容器，分别装满水和酒精，水比酒精重，所以水比酒精对容器底部的压强更大，由此想到液体压强的大小可能与液体的有关。【实验器材】U形管压强计、盛水容器、硫酸铜溶液等。（1）U形管压强计①作用：测量液体内部压强。②构造：观察图可知，液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分组成。（3）原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。这运用了科学方法中的法。（4）压强计的使用，应注意三点①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。②当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若出现高度差，需要将橡皮管取下，再重新安装。③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接。【设计实验】（1）我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。（2）探究液体压强与方向的关系：控制探头深度和液体密度相同，改变U形管压强计探头的方向。（3）探究液体压强与深度的关系：控制探头方向相同、液体密度相同，増加深度。（4）探究液体压强与液体密度的关系：控制探头深度和方向均相同，换用不同的液体。【实验步骤】操作1：保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对某一方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：Δh水＞Δh酒精【分析论证】①由操作1可得出：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强。②由操作2可得出：同种液体，液体内部的压强随的增加而增大。③由操作3可得出：液体内部的压强跟液体有关。深度相同时，液体密度越大，液体内部的压强越大。【实验结论】大量实验表明：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强大小相等；深度越大，压强越大；液体内部压强的大小还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。【交流讨论】【演示实验】【实验现象】4.与液体压强有关的现象（1）在医院输液时，要把药液提高到一定的高度。（2）修建水坝时上窄下宽；（3）我国“奋斗者”号潜水器下潜深度可达万米。（4）潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。【例题1】如图所示是用压强计“研究液体内部的压强”的实验装置。（1）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲，其调节的方法是（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平；A．将右侧支管中高出的水倒出B．取下软管重新安装（2）比较图中的乙和丙图，可以得到：液体的压强与有关。比较图中两图，可以得液体的压强与液体密度有关。探究二、液体压强的大小1.推导液体压强计算公式用“理论推导法”推导。要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。这个液柱体的体积：V=Sh这个液柱的质量：m=这个液柱对平面的压力：F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的压强：p== 因此，液面下深度为h处液体的压强为p=2.理解液体压强公式p=ρgh（1）压强公式中的物理量及其单位ρ表示液体的密度，单位为千克/米3（kg/m3）h表示液体的深度，单位为米(m）g为常数，大小为9.8N/kgp表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa）。公式中的物理量单位全部使用国际单位。（2）深度h：指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为cm，A点的深度为cm。（4）帕斯卡破桶实验帕斯卡在1648年，曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，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。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了。【分析】由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的，从而对水桶产生很大的压强，这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。“帕斯卡裂桶实验”说明：同种液体产生的压强取决于液体的，与液体的质量、重力等因素无关。【例题2】一个鱼缸用隔板隔开两半，分别装入体积相等的淡水和海水（ρ淡水=1g/cm3，ρ海水=1.1g/cm3），两边水面相平，则（）A．a、b点的压强相等 B．装入水的质量相等C．装入海水的质量较小 D．a点的压强较大【例题3】有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海载人潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力！”海水的压力果真有这么大吗？请通过估算加以说明。探究三、连通器1.连通器

（1）连通器的概念：上端、下端的容器叫作连通器。注意连通器的特征：底部互相连通；容器上端都开口；与形状无关。（2）连通器的特点①实验探究：如图乙所示，将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起，管中注入适量的水，将其中一根玻璃管固定在铁架台上，手持另一根玻璃管，做成一个连通器，当在连通器中注入水后，就可以研究连通器的特点。在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高、降低或倾斜，待水面静止时观察两筒中水面高度。发现当水静止时，两筒中水面总是相平。甲乙②连通器的特点：当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是的。③利用液体压强知识解释连通器的特点如图所示，想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别是F1和F2，液片静止时，由二力平衡条件可知F1=F2。设液体密度为ρ、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h1和h2。则ρgh1S=ρgh2S，由此可得h1=h2。这表明当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。2.连通器的应用（1）茶壶：茶壶的壶身与壶嘴构成，如果壶嘴太高，则倒不出水；如果壶嘴太低，则装不满水，如图所示。（2）锅炉水位计：能通过观察水位计的玻璃管中的水位了解锅炉内的水位，如图所示。

（3）洗手间下水管：U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下水管进入洗手间内，如图所示。（4）乳牛自动喂水器：储水槽与饮水槽构成，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，如图所示。

（5）水塔的供水系统：水塔和自来水管道构成，水塔中的水位比水龙头处高，打开水龙头时由于水位要保持相平，水便从水龙头处流出。（6）过路涵洞：涵洞和两侧的水渠构成，引水灌溉时，渠水从路面下面的涵洞穿过公路，如图所示。3．船闸【想一想】三峡大坝高185m，长2309.5m，是世界上最大的水力发电站，轮船是怎样翻过三峡大坝的呢？原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸。（1）船闸的基本构造：船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成（见甲图）。（2）船闸的工作过程①一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。②自行分析轮船由下游通过船闸驶往上游的情况。（3）三峡船闸：三峡船闸总长1621m。是世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过5个闸室使船体逐次升高（或降低）。每个闸室水位变化超过20m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人都用1000N的力来顶着门，也抵挡不住水的压力，可见水对闸门压力之大。为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，无愧是“天下第一门”。【例题4】下列各图不属于连通器的是（）ABCD【例题5】三峡大坝是我国的宏伟工程。（1）船闸是利用_______的原理工作的。如图1是轮船开往下游时进入闸室后，欲到下游时的示意图，下一步应先打开______，再打开_____。（选填“阀门A”“阀门B”“闸门C”或“闸门D”）（2）如图2所示，大坝设计成了上窄下宽的形状，原因是_______。【精讲点拨】1.液体压强公式P＝ρgh是经过理论推导得出的，但具有普遍意义，可以计算任意液体在某一深度的压强。注意计算液体的压强也可以用p=F/S。2.液体内部压强压强的特点（1）液体内部向各个方向都有压强，并且在同种液体相同深度处向各个方向的压强相等。（2）液体内某点的压强只与液体的密度和该点的深度有关，与液体的质量、液体的体积、形状等因素无关。3.理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究点到自由液面的竖直距离，不一定是高度，做题时一定要分清所给数据是深度还是高度。4.比较液体压强大小的方法（1）同种液体：深度相同，压强相等；深度不同，深度h越大，压强p越大。（2）不同液体：深度相同，密度ρ越大，压强p越大；深度不同，根据p=pgh判断。5.连通器液面相平的条件：连通器里只有同种液体且液体静止。连通器里如果盛有两种不同液体时，液面不相平。各种连通器都是利用连通器的特点来实现自己的功能的。【归纳整理】第2节液体的压强【课堂练习】1．如图所示，装有水的塑料袋底部发生了形变，这是因为水受到力的作用，从而对塑料袋底部产生压强；若用手挤压袋子的侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有性，所以对塑料袋侧壁也产生了压强：在水中不同位置的Ａ、Ｂ两点，受到水的压强较大的是点处。2.3．同种液体内部的压强随的增加而增大。如图所示，容器中盛有水，则A处的深度是cm，B处水产生的压