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第2節 液 體 的 壓 強
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第1課時
1.認識液體的內部和液體對容器底部、側壁都有壓強；
2.認識液體壓強與液體深度和密度的關系，能準確表述液體內部壓強的特點；
3.會利用液體壓強的特點解釋有關現象。
1、液體內部壓強的特點。
2、利用液體壓強的特點解決實際問題。
木塊由于受重力作用而擠壓桌面，這個壓力多桌面會產生壓強；那么水對杯底和側壁是不是也會有壓強呢？
【新課引入】
名稱：恒壓潛水服
發明者：哈德休特潛水設備國際公司
工作深度：約660 m
價格：270萬美元
為什么深水潛水，要穿特制的潛水服？
在淺海當中——不穿潛水服；
較深的海底——橡膠潛水服；
再深的海底——抗壓潛水服；
更深得海底——載人潛水器。
液體內部有壓強
液體的壓強
在一個兩端開口的玻璃管底端扎好橡皮膜，逐漸加水觀察現象。
加水前
加水后
現象：
沒加水時，橡皮膜是______；
當水倒入后，底部的橡皮膜________。
液體由于受到重力的作用，
因此，對支撐它的容器底部有壓強。
液體內部對側面、對上方有壓強嗎？
在裝有紅色液體的飲料瓶不同深度開兩個小孔A、B，并觀察現象
A
B
液體對側面有壓強嗎？
沒加水時，橡皮膜是______；
當倒入水后，側壁的出水口處橡皮膜 。
液體由于具有流動性，
因此對阻礙它流動的容器側壁有壓強。
在側壁有開口的玻璃圓筒上扎好橡皮膜，逐漸加水觀察現象。
液體內部對對上方有壓強嗎？
在玻璃管底端扎好橡皮膜，逐漸放入水中觀察現象。
沒加水時，橡皮膜是______；
當放入水后，底部的橡皮膜 。
液體由于具有流動性，
因此，液體內部有向上壓強。
一、液體產生壓強的原因
1、液體受到重力的作用，所以液體有向下的壓強。
2、液體具有流動性，所以液體內部向各個方向都有壓強。
【思考與討論】
液體對容器底和容器側壁都有壓強，它的大小與哪些因素有關呢？液體壓強的特點又是怎樣的呢？
一個空的塑料瓶，瓶口扎上橡皮膜，豎直侵入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，橡皮膜會向外凸起嗎？
現象：
不會向外凸起，會向內凹陷。
如果再往下深一點，凹陷程度怎樣？
探究液體內部的壓強
Now，來認識一種儀器 —— 壓強計
【壓強計構造】
轉動軸
U型管
橡皮膜
金屬盒
橡皮管
探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜制成）
【液體壓強計的工作原理】
當將壓強計的探頭放入液體內部時，探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發生形變，使U形管兩側液面產生高度差。兩側高度差越大，表明探頭處橡皮膜受到的壓強越大。
【課堂影院】認識壓強計
【提出問題】
液體內部的壓強與哪些因素有關？
【猜想與假設】
①液體內部的壓強可能與液體的深度有關。
②液體內部的壓強可能與液體的密度有關。
③液體內部壓強可能與方向有關
三、實驗探究：液體內部壓強的大小可能與哪些因素有關
【實驗器材】
U形管壓強計、鐵架臺、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。
【實驗方法】
（1）轉換法
通過壓強計中U形管兩側液面的高度差來反映液體壓強的大小。
（2）控制變量法
①控制探頭的深度、液體密度相同，改變探頭的方向。
②控制液體的密度、探頭方向相同，改變探頭的深度。
③控制探頭的深度、探頭方向相同，改變液體密度。
①保持U形管壓強計探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，觀察并記錄U形管液面的高度差 ②控制液體的種類不變（水）、探頭的方向不變，逐漸改變探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。 ③把壓強計的探頭放入鹽水中，控制探頭的深度不變、在液體中的方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。
【設計實驗】
保持探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。
1、探究液體內部壓強與方向的關系
【進行實驗】
結論：
在同種液體內部相同的深度，向各個方向的壓強都相等。
h
水
水
水
現象：U形管內液面的高度差相同。
增大探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。 。
h：自由液面到被研究點的豎直距離。
2、探究液體內部壓強與深度的關系
h
h1
h2
h’
水
水
h
h1
h2
h’
結論：在同種液體內部，深度越深，壓強越大。
水
水
現象：深度越深，U形管內液面的高度差越大。
水
鹽水
h
h
3、探究液體內部的壓強與液體的密度的關系。
保持探頭在水和鹽水中的深度相同，觀察并記錄U形管液面的高度差。 。
結論：在深度相同時，液體密度越大，液體內部的壓強越大。
鹽水
h
h
水
h1
h2
現象：深度越深，U形管內液面的高度差越大。
液體內部壓強的特點
（1）液體內部朝各個方向都有壓強，在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強都相等；
（2）同種液體內部的壓強隨深度的增加而增大；
（3）液體內部壓強的大小還跟液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。
【概括總結】
【課堂影院】液體內部壓強的特點
1、壓強計是測量液體內部壓強的儀器。它的工作原理是：當有力作用在橡皮膜上時，縮小了橡皮膜內密封的空氣的體積，氣壓變大，使U形管兩邊的液柱左低右高。作用在橡皮膜上的壓強越大，U形管兩邊液面的高度差也越大。
【實驗解讀】
2、實驗前，應檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各接口處是否漏氣。檢驗的方法是用一恒定的力作用一段時間，看壓強計U形管兩邊液面的高度差是否發生變化，不變化說明不漏氣；若變化，要查明原因，進行修理。
3、U形管液面調平：摘下橡皮軟管，重新安裝。
F
F
水壩上窄下寬
“蛟龍”號潛水器下潛深度最大為7062米
輸液時，要把藥液提高一定高度
以上事例都包含了“液體的壓強隨深度的增加而增大”的道理。
四、與液體壓強有關的現象
恒壓潛水服：工作
深度可達660m
淺水游泳
無防護用具
下潛深度達幾十米以上，需要穿潛水服
液體壓強隨深度的增加而增大，故深海潛水服比淺海潛水要更耐壓，更厚重些。
液體的壓強
液體內部
壓強特點
①在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強都相等。
② 深度越深，壓強越大。
③液體內部壓強的大小還跟液體的密度有關，
在深度相同處，液體的密度越大，壓強越大。
U形管壓強計
是探究液體內部壓強的儀器。作用在橡皮膜上的壓強越大，
U形管兩邊液面的高度差也越大。
1. 如圖所示，裝有水的容器靜止在斜面上，其底部a、b、c三處受到水的壓強分別為pa、pb、pc，則以下判斷正確的是 （ ）
A. pa=pb=pc B. pa＜pb＜pc
C. pa＞pb＞pc D. pa＞pb=pc
2. 如圖所示，兩容器中分別裝有相同高度的水和鹽水（ρ水＜ρ鹽水），A、B、C三點液體的壓強分別為pA、pB、pC，它們的大小關系是 （ ）
A. pA＜pB＜pC
B. pA＞pB＞pC
C. pA＜pB=pC
D. pA=pB=pC
3. 如圖所示玻璃管兩端開口處蒙的橡皮膜繃緊程度相同，將此裝置置于水中，下列圖中的哪幅圖能反映橡皮膜受到水的壓強后的凹凸情況 （ ）
4.(2020·菏澤) 小明用微小壓強計探究“液體內部壓強的特點”時的實驗情形，如圖。
（1）小明安裝好實驗儀器后，發現U形管兩側的液面不相平，如圖A所示，實驗前需要將U形管兩側液面調整相平，方法是:_____________。
(2)小明調整好儀器，將探頭放入水中同一深度并多次調整探頭方向，如圖B、C、D所示，其探究的問題是：________________________________________。
(3)根據D、E兩個圖中的現象可以得到的結論:________________________。
（4）實驗中我們如何比較壓強的大小 ，這種研究問題的方法
是 法。
5、(2020·陜西) 如圖甲所示，用微小壓強計探究液體內部壓強的特點。
（ρ鹽水>ρ水）
(1)實驗中，將液體內部的壓強大小轉換為用U形管兩側液面的_________來表示，
(2)為了使實驗現象更明顯，U形管中的液體最好用_______ （選填“有色”或“無色”）的。
甲
(3)將探頭放在圖乙所示液體內部的A 、B位置，觀察到U形管兩側液面的高度差hB > hA，經過多次實驗觀察到同樣的現象，這說明同種液體內部的壓強隨__________的增加而增大。
(4)將探頭放在圖乙所示液體內部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側液面的高度差hC ___hB（選填“<”“=”或“>”）。這是為了研究液體壓強與液體________的關系。
(5)由以上實驗可知圖乙所示液體內部A、B、C、D四個位置壓強最大的是位置______。
第2節 液 體 壓 強
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第2課時
1.通過對液體壓強公式的推導，掌握液體壓強的公式，并能進行簡單計算；
2.通過對連通器的學習，知道連通器及其原理，知道連通器的特點及其在生活中的應用。
1、液體壓強的公式及相關計算。
2、應用液體壓強公式解決實際問題。
帕斯卡裂桶實驗
　　帕斯卡在1648年表演了一個著名的實驗：他用一個密閉的裝滿水的桶，在桶蓋上插入一根細長的管子，從樓房的陽臺上向細管子里灌水。結果只用了幾杯水，就把桶壓裂了，桶里的水就從裂縫中流了出來。
原來由于細管子的容積較小，幾杯水灌進去，其深度h是很大了，能對水桶產生很大的壓強。這個很大的壓強就在各個方向產生很大的壓力，把桶壓裂了。
帶魚生活在深海中。為什么我們在魚市上看不到活帶魚？
通過上一節的實驗探究，我們已經知道液體壓強的大小跟液體的深度、液體的密度有關，
那么液體在某一深度的壓強究竟有多大呢？
一、液體壓強的大小
要想得到液面下某處的壓強，可以設想這里有一個水平放置的“平面”。這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力，所以，計算出液柱所受的重力是解決問題的關鍵。
（1）方法：理想模型法
（2）研究對象——液柱
①這個液柱的體積：V 液=Sh
② 這個液柱的質量：m 液=ρ 液V 液=ρ 液Sh
③液柱對這個平面的壓力：F=G=m 液g=ρ 液gSh
④這個平面受到的液柱的壓強：
p= _______=
ρ 液gh
F
S
__________
ρ 液gSh
=
S
1、液體壓強公式的推導
（1）公式： P = ρ液 g h
（2）變形公式： ρ液 = h =
注：公式適用于所有靜止的液體，不適用于流動液體。
2、液體壓強公式
其中： ρ液 表示液體的密度，單位： kg/m3
h 表示深度，單位：m
P 表示壓強，單位：Pa
g 常數：9.8N/kg或根據題目要求取10N/kg
（1）深度h：指從液面到某點到所研究的點的豎直距離，深度不是高度。
A點的深度為_____cm
30
p=ρ液 g h
3、公式解讀
p=ρ液 g h
（2）液體的壓強只與液體的密度和深度有關，與液體的質量、體積、容器的形狀等因素無關。
p =ρ g h
區 別 適用 范圍
決定 因素
聯 系
p = —
F
S
公式 與 p=ρ g h 的區別與聯系
F
S
P = —
適用于所有情況
適用于計算柱體的壓強和液體的壓強
壓力和受力面積
取決于液體的密度和深度
液體壓強公式是通過定義式推導出來的，是壓強定義式的特殊形式
【疑難辨析】
二、壓力、壓強的比較與計算
1、求所有固體對受力面的壓強
一般用 來計算，
計算順序是：
先計算壓力，即F = G物 = mg ，后算壓強，即 ；
【方法指導】
2、柱體壓強：
柱形固體包括：圓柱體、棱柱體和墻體等
(1)對水平面的壓力：F= G= mg =ρVg=ρSh g，
(2)對水平面的壓強：p = =ρg h。即p= ρg h。
由此可知，
柱形固體對水平面的壓強，只與柱體的密度和高度有關，與體積和底面積等無關。
（1）液體對容器底的壓強：利用p=ρg h，液體對容器底的壓強，只與液體密度和深度有關。
3、液體對容器底的壓強和壓力
（2）計算液體對容器底部的壓力順序是：
先利用p=ρ g h計算出壓強，再利用F = p S計算壓力。液體對容器底部的壓力與底部壓強和底面積有關。
4、液體對容器底的壓力和液體重力的關系
1、（2019 煙臺）1648年，法國物理學家帕斯卡用一個裝滿水的密閉木桶，在桶蓋上插了一根細長的管子，向細管子里灌水，結果只加了幾杯水就把木桶壓裂了（如圖），這個實驗說明了（　　）
A．液體壓強與水的深度有關
B．液體壓強與管的粗細有關
C．液體壓強與水的密度有關
D．液體壓強與水的質量有關
2、（2021 湘西州）如圖，a、b、c是盛水容器中深度不同的三處位置，其中壓強最大的是（　　）
A．a點 B．b點 C．c點 D．一樣大
3、著名的“木桶理論”：是指用木桶來裝水，若制作木桶的木板參差不齊，那么它能盛下水的容量，不是由這個木桶中最長的木板來決定的，而是由最短的木板來決定，所以它又被稱為“短板效應”．那么決定木桶底部受到水的壓強大小的是（ ）
A．木桶的粗細
B．木桶的輕重
C．最短的一塊木板
D．最長的一塊木板
4、如圖所示，一盛水的試管由豎直方向逐漸傾斜，在水從試管流出前，水對管底的壓強將（　　）
A．逐漸變大
B．逐漸減小
C．不發生變化
D．先變大后變小
5、（2020 鹽城）如圖所示為長江某水壩的示意圖，水壩左側水面高，B和C兩點處于同一高度，A和C兩點到各自液面的距離相等。水在A、B和C三點產生的壓強分別為pA、pB和pC，則（　　）
A．pA＜pB＝pC
B．pA＝pC＞pB
C．pA＞pB＝pC
D．pA＝pC＜pB
6、（2020 朝陽）如圖，同一個密封的圓臺形容器裝滿水，放在水平桌面上。放置方式由甲變為乙，下列關于水對容器底的壓強p1以及整個容器對水平桌面的壓強p2，說法正確的是（　　）
A．p1 不變，p2 變小
B．p1不變，p2 變大
C．p1 變小，p2 變小
D．p1變大，p2 變大
7、（2020 齊齊哈爾）如圖的兩個容器中盛有同種相同質量的液體，　 　（選填“甲”或“乙”）容器底受到的壓強大，原因是　 　。
8.（多選）圖甲所示的是微小壓強計，如圖乙所示的操作中可用來探究（　　）
A．液體內部的壓強跟液體密度的關系
B．液體內部向各個方向是否都有壓強
C．同一深度液體向各個方向壓強是否相等
D．液體內部的壓強跟深度的關系
9.如圖所示，隔板將玻璃容器均分為兩部分，隔板中有一孔，孔被薄橡皮膜封閉。該裝置不能探究（　　）
A．液體對容器底部有壓強
B．液體對容器側壁有壓強
C．液體壓強與液體深度的關系
D．液體壓強與液體密度的關系
11.如圖所示，在甲、乙兩個完全相同的柱形玻璃杯中，分別注入質量相等的水和酒精，則下列判斷中錯誤的是（　　）
A．兩種液體對玻璃杯底的壓強相等
B．兩種液體對玻璃杯底的壓力相等
C．兩杯中在深度相同的AB兩點處的壓強相等
D．甲杯中是水，乙杯中是酒精
12.如圖所示，放在水平地面的容器，側壁上有一開口彎管，彎管內的液面高度h1＝0.8cm；其頂部和底部的面積均為0.1m2，頂部到底部的高度h2＝0.6cm，容器中的液體密度為1.2×103kg/m3，則液體對容器頂部的壓力為（g＝10N/kg）（　　）
A．0N
B．2.4N
C．9.6N
D．7.2N
13.如圖所示，有一放置在水平地面上的容器重為20牛，有重為50牛的水，水深為0.1米，底面積為0.02米2 。求：
（1）水對容器底面產生的壓強。
（2）容器對地面的壓強。
觀察與思考
右圖容器中紅色液體是否在同一水平面上，如果是，你能解釋其中的原因嗎？如果不是，又是為什么呢？
【觀察與思考】
將容器傾斜放置液面還相平嗎？
連 通 器
一、連通器
1、 定義：上端開口、下端連通的容器。
2、連通器的特點：
連通器里裝同種液體，當液體不流動時，連通器各部分中的液面總是相平的。這與連通器各容器的形狀無關。
【課堂影院】連通器
為什么連通器內只裝一種液體且靜止時各部分液面總是相平的？
①研究方法：“理想模型”法。
A
B
設想在U形管連通器的底部有一“液片AB”，以該“液片”為研究對象。
該“液片”把液體分為左、右兩部分，該液片要受到兩邊液體的壓力。
3、分析連通器的原理
一、連通器
F左
F右
液體靜止，液片AB處于平衡狀態
水平方向，液片
受力平衡，F左=F右
液片兩側壓強
相等，即 p左=p右
液片兩側液柱高度
相等，即 h左=h右
h右
h左
ρgh左=ρgh右
②理論分析：
【課堂影院】連通器的原理
1、茶壺
茶壺的結構是上端開口，下部連通，構成一個連通器，因此是利用連通器原理工作的。根據同種液體，在液體不流動時連通器內各容器的液面總是保持相平可知，當壺內盛滿水，水面茶嘴位置就可以倒出來了。
3、連通器的應用
2、水位計
一、連通器
水位計也叫液位計（水位表），是用來觀察液位高低的。鍋爐水位計又稱水位表，水位表的工作原理是兩個容器的連通器原理。鍋爐的鍋筒是一個大容器，水位計是一個小容器，當將兩者連通后，水位必定在同一高度上，所以水位表上顯示的水位高度是鍋筒的實際水位。
水位計
水平儀
在房屋裝修時，需在墻上畫水平線，工人師傅常拿一根裝有水的長透明塑料軟管（實際上就是簡單的水平儀），貼著墻面在軟管兩端的水面處作出標記，將標記連成直線，即得到一條水平線。如圖所示，他們在做標記時用到了物理學中 的知識。
3、水平儀
裝有水的長透明塑料軟管，實際上就是連通器。根據連通器原理，當液體不流動時，各容器中的液面相平，所以可以得到水平線。
4、下水管道中的U形水管
下水管的U形“反水彎”是一個連通器，阻擋下水道的臭氣進入室內
　 牲畜自動飲水器兩邊的儲水槽和飲水槽構成了一個連通器。
5、自動飲水器
　　在牲畜飲水時，飲水槽里面的水位逐漸下降，儲水槽里的浮球也隨之下降。通過杠桿使閥門向上升起，使水從水管中流出，補充進水槽中。
當水槽里水面升高時，浮球也隨之升高，通過杠桿帶動閥門下降，關閉閥門，使水停止流入水槽。
三峽大壩橫斷江底，高185米，長2309.5米，是世界上最大的水力發電站，但也帶來了航運方面的問題，那萬噸巨輪是怎樣翻過三峽大壩的呢？
原來，人們在三峽大壩側邊修建了一個巨大的連通器——船閘，下面我們一起看看輪船是怎樣“翻過”大壩的。
五級船閘示意圖
6、船閘
上游
下游
閘室
下游閘門A
上游閘門B
上游閥門B
下游閥門A
船閘的工作過程
當輪船從下游駛向上游時，A閥門打開，閘室與下游構成一連通器，閘室里的水位下降，最后與下游水面相平。此時A閘門打開，船只駛入閘室。
閘室
下游
上游
輪船駛入方向
下游
上游
閘室
輪船駛入方向
船只駛入閘室后，下游A閥門、A閘門關閉。上游B閥門打開，此時閘室與上游構成一連通器，閘室里水位升高，最后與上游水面相平。此時上游閘門B打開，輪船就可以直接駛向上游了。
上游閘門B
上游閥門B
下游閥門A
下游閥門A
輪船駛入方向
輪船駛入方向
【課堂影院】船閘
　　三峽大壩的雙線五級船閘，它全長6.4公里，船閘上下落差達113米，船舶通過船閘要翻越40層樓房的高度，規模舉世無雙，是世界上最大的船閘。
三峽船閘
五級船閘示意圖
【課堂影院】三峽船閘
自來水供水系統
過路涵洞
7、其他連通器
液體壓強大小
液體壓強
的大小
密度，單位千克/米3（Kg/m3）
h：表示高度，單位為米（m）
P：表示壓強，單位為帕（Pa）
計算公式
連通器
連通器的應用：水壺、船閘、鍋爐等
定義：上端開口、下端連通的容器叫做連通器
1、下列利用連通器原理工作的是（　　）
A．船閘
B．灑水車
C．高壓噴水器
D．潛水艇
2、輪船從上游駛往下游：首先關閉閥門　 　，打開閥門
　　 ，閘室和上游水道構成一個　 　，當閘室水面與上游水面相平船駛入閘室，再重復一次駛往下游。
3、如圖所示，甲、乙兩容器間有一斜管相通，中間有閥門K控制，容器中裝有水，且兩容器中水面相平，則（　　）
A．打開閥門K后，由于水受重力作用，水將從甲流到乙
B．打開閥門K后，由于b處的壓強大于a處的壓強，水將從乙流到甲
C．打開閥門K后，因為甲、乙兩容器中液面高度相等，所以水不會流動D．打開閥門K后，因為乙中的水多，所以從乙流到甲

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