第08讲 液体的压强【寒假自学课】2022年八年级物理寒假精品课（人教版）

第08讲 液体压强（原卷版） 【学习目标】 1.认识液体压强的特点； 2.知道影响液体压强大小的因素； 3.会计算液体的压强； 4.了解连通器及其工作原理。 【基础知识】 一、液体压强的特点 1.液体内部有压强 如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。 实例 实验一 实验二 加水前 加水后 现象 橡皮膜向下凸出 橡皮膜向外凸出 【探究归纳】 （1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强； （2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强； （3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。 这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直，并指向受力物体。 2.U型管压强计 （1）作用：测量液体内部压强。 （2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。 （3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。 ★特别提醒 U型管左右两侧液面的高度差，只能反映液体内部压强的相对大小，压强计的示数不等于液体内部压强的大小。 3.实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关 图示 控制变量 现象分析 结论 控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等 控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大 控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大 【探究归纳】 液体内部压强的特点： （1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等； （2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大； （3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 ★特别提醒 实验前应检查U型管压强计是否漏气，常用方法是用手轻轻按压橡皮膜，看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化，说明不漏气；如果无变化或变化不明显，说明漏气。 ★方法技巧 实验中科学探究方法的应用 1.转换法：研究内部压强的规律时，通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 2.控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度。 二、液体压强的大小 1.液体压强公式的推导 计算液面下深度为h处液体的压强时，可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”，计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。 设平面的面积为S，如图所示： （1）液柱的体积：V=Sh， （2）液柱的质量：m=ρV=ρSh； （3）液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg； （4）水平面受到的液柱的压强：。 因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。 2.液体压强公式 （1）公式：p=ρgh （2）公式中各字母表示的物理量和单位 字母 物理量 单位 p 压强 Pa ρ 液体的密度 kg/m3 g 常量 N/kg h 液体的深度 m 应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3，h的单位用m，计算出的压强p的单位才是Pa。 3.液体压强公式的四点理解 （1）由公式p=ρgh可知，在g值不变的情况下，液体压强只与密度和深度有关，与质量、体积无关。 （2）液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示，A、B、C、D、E各点的深度分别为：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。 （3）公式p=ρgh适用于静止、均一的液体，不适用于流动的液体。 （4）均质、实心、竖直的柱状固体（如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等）对水平面的压强p=ρ固g