9.2液体的压强（课件）2024-2025学年度人教版物理八年级下册

第2节 液体的压强 第9章 压 强 知识点 液体压强的特点及产生原因 知1－讲 感悟新知 1 1. 探究液体内部压强的存在 观察与实验 实验现象 实验分析 归纳总结 知1－讲 感悟新知 液体压强的特点：液体对容器底部和侧壁都有压强，液体内部也有压强。 知1－讲 感悟新知 2. 液体压强产生的原因 (1)由于液体受到重力的作用，所以液体对容器底有压强。 (2)由于液体具有流动性，因此液体对容器壁有压强。 (3) 液体由于具有流动性而在内部相互挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。 知1－讲 感悟新知 知识迁移 在探究压力作用效果的影响因素时，选择容易发生形变的海绵或沙子等物体，用转换法将压力的作用效果转换为物体的形变程度。 在探究液体压强的特点时，需要通过物体的形变程度来反映液体压强的大小，所以要选择容易发生形变且不吸水的物体，例如橡皮膜、气球等。 感悟新知 知1－练 一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，如图1 甲所示，第二次瓶口朝下，如图乙所示。第一次橡皮膜向______， 第二次橡皮膜向______(前两空均填 “内凹”或“外凸”)。如果没有橡皮 膜，水______(填“会”或“不会”)产生压强。 例 1 内凹 内凹 会 6 感悟新知 知1－练 解题秘方：通过观察橡皮膜是否发生形变(凹陷)反映液体内部是否存在压强。 解析：液体对橡皮膜产生的压力都是垂直于橡皮膜，且指向橡皮膜，所以图甲、乙中橡皮膜都是向内凹；橡皮膜只是通过形变反映了液体产生的压强，有没有橡皮膜，水都会产生压强。 7 感悟新知 知1－练 1. 小丽制作了一个两端扎有橡皮膜的圆柱体塑料小桶，将它分别水平、竖直放入水中，如图所示，观察到___________________，说明液体内部向______方向都有压强。 橡皮膜都会向内凹陷 各个 8 知识点 探究液体内部压强的特点 知2－讲 感悟新知 2 1. 猜想液体压强大小的影响因素 知2－讲 感悟新知 2. 设计实验 用如图2 所示的压强计探究液体内部的 压强。改变探头的方向，可探究液体内部向各个方向的压强；改变探头的深度或放于不同液体中，可探究液体内部压强与液体深度和密度的关系。 知2－讲 感悟新知 3. 进行实验 (1)将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处，改变探头的方向，发现压强计两侧液面高度差不变。 (2)将压强计的探头放在同种液体内部，不断增加 探头的深度，发现压强计两侧液面高度差变大。 (3)将压强计的探头放在不同液体内部同一深度处，发现在密度大的液体中，压强计两侧液面高度差大。 研究液体压强与方向的关系。 研究液体压强与深度的关系 研究液体压强与液体密度的关系。 知2－讲 感悟新知 4. 得出结论 ① 液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等。 ②同种液体内部，深度越大，压强越大。 ③不同的液体内部，深度一定，液体密度越大，压强越大。 知2－讲 感悟新知 深度理解 1.压强计的作用：测量液体内部的压强。 2.压强计的原理：当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作用会发生形变，U形管两侧液面产生高度差；两侧高度差越大，表示探头处受到的液体压强越大。 知2－讲 感悟新知 3.压强计的使用： (1)实验前首先应检查U形管左右两液柱是否等高；如果不等高，则应取下橡皮管重新安装。 (2)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，看压强计U形管两侧液面高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果两侧液面高度差不变 ，说明漏气。 感悟新知 知2－练 [中考·大连]小明在探究“液体压强的大小与液体深度 和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U 形管压强计，烧杯，刻度尺，足量的酒精、水和盐水，已知ρ酒精<ρ水<ρ盐水。 例2 感悟新知 知2－练 解题秘方：U 形管压强计两侧液柱在橡皮膜受压的情况下是否出现高度差是判断其漏气与否的方法，而高度差的大小则反映被测压强的大小。分析探究影响液体压强因素的实验应结合控制变量法进行。 16 感悟新知 知2－练 (1)如图3 是U 形管压强计。实验前，为了检查探头与U 形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U 形管两侧液面_______________。 是否出现高度差 解析：用手轻压探头的橡皮膜，若U 形管两侧液面出现高度差，则装置不漏气。 感悟新知 知2－练 (2)在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如下表。 实验 次数 液体 密度 液体深度h/cm U 形管两侧液面的高度差Δh/cm 液体压强的大小 1 相同 3 2.7 a 2 6 5.8 b 3 9 8.9 c 感悟新知 知2－练 ①请将表格中a、b、c 三处空缺的信息补充完整： a. ______；b. ______ ；c. ______ ； ②根据表中信息可得出的探究结论是 _________________ __________________________ 。 小 解析：由表中数据可知，U 形管两侧液面的高度差越来越大，则被测压强越来越大。由此可见：液体密度相同时，深度越大，压强越大。 中 大 液体密度一定时， 深度越大，液体压强越大 感悟新知 知2－练 (3)在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图4 所示。 感悟新知 知2－练 三个烧杯中的液面相平，U 形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。小明根据三次实验现象，并结合(2)中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程。 感悟新知 知2－练 解题秘方：由图可知，探头在酒精、水、盐水三种 液体中受到的压强相同，而h 酒精>h 水>h 盐水，结合(2)中②的结论可知，若探头在三种液体中的深度相同，则p 盐水> p 水>p 酒精，又已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精，可见：当深度相同时，液体密度越大，压强越大。 解：在密度不同的液体中，压强相同时，密度越大，液体深度越小，由此可推出：深度相同时，液体密度越大，压强越大。 22 感悟新知 知2－练 2.[中考·兴安盟]某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，进行了如下操作和分析： (1)某同学使用液体压强计前，发现U 形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。他接下来的操作应该是_______(填字母)。 A. 从U 形管内向外倒出适量的水 B. 拆除软管重新安装 B 23 感悟新知 知2－练 (2)调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U 形管中的液面升降灵活，说明该装置______ (填“漏气”或“不漏气”)。 (3)根据乙和丁实验步骤，______(填“可以”或“不可以”)得出结论：液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是______ ___________________ _____ 。 不漏气 不可以 没有控 制探头(橡皮膜)深度 相同 24 感悟新知 知2－练 (4)为了更好地探究“液体压强与液体密度的关系”，利用如图戊所示的装置进行改进实验，当注入水和盐水的深度相同时，若橡皮膜向左凸起，则隔 板左侧的液体是______ 。整个实验过 程用到的实验方法有________法和 ______法。 水 控制变量 转换 25 知识点 液体压强的大小 知3－讲 感悟新知 3 1. 液体压强计算公式的推导 要想知道液面下深 度为h 处液体的压强值，可以设想在液面下 深度为h 处有一个水平放置的“平面”(如 图5)，计算出这个“平面”上方液柱对它的压 强即可。 理想模型。 知3－讲 感悟新知 (1)这个液柱的体积V=Sh； (2)这个液柱的质量m=ρV=ρSh； (3)这个液柱所受的重力G=mg=ρShg； (4) 这个液柱对“平面”的压力F=G=ρShg； (5)这个液柱对“平面”的压强p== =ρgh。 知3－讲 感悟新知 2. 计算公式 p=ρgh。 ρ是液体的密度，单位取kg/m3；h 是液体的深度，单位是m；p 是液体压强，单位是Pa。 由公式可知，液体压强大小只与液体密度和深度有关，与液体的质量、体积，容器的形状等无关。 知3－讲 感悟新知 3. 公式理解 (1)公式中各物理量的单位都应统一取国际单位制中的单位，这样算出的压强单位才是“帕斯卡”。 (2)公式中“h”是液体的深度，而非液体的高度。 深度是指液面到被研究点的竖直距离，高度是指地面到被研究点的竖直距离(如图6 所示，A、B、C 三点的深度分别为30 cm、40 cm、50 cm)。 知3－讲 感悟新知 与大气相通 知3－讲 感悟新知 知识对比: 公式p= 是压强的定义式，适用于一切压强的计算。 公式p=ρgh可用于计算静止液体产生的压强，及密度均匀的气体产生的压强，还可以用来计算质地均匀的柱状物对水平面的压强。 知3－练 感悟新知 [齐齐哈尔一模]如图7 所示，容器的底面积为100 cm2， 水深50 cm。ρ水=1.0×103 kg/ m3，g 取10 N/ kg，求： 例 3 知3－练 感悟新知 解题秘方：结合图示，确定A 点液体的深度，再利用公式 p=ρgh 求出液体的压强；计算液体对容器底部的压力时，一般先根据p=ρgh 求出液体对容器底部的压强，再根据F=pS求出液体对容器底部的压力。 知3－练 感悟新知 (1)A 点处液体的压强。 解：A 点的深度为hA=5 0 cm- 10 cm= 40 cm=0.4 m ， A 点处液体的压强pA=ρ水ghA=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×0.4 m= 4×103 Pa 。 知3－练 感悟新知 (2)水对容器底的压力。 解：水对容器底的压强为p 底=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3× 10 N/ kg×50×10 -2 m= 5×103 Pa ，由p=得，水对容器底的压力是F=p 底S=5×103 Pa ×100×10-4 m2=50N 。 知3－练 感悟新知 (3)如果容器中装的是另外一种液体，数据仍如图所示，若容器中A 点受到的压强为3 200 Pa，则另外一种液体的密度是多少？ 解：由p=ρgh 可知，另外一种液体的密度是ρ′= =× 0.4 m=0.8×103 kg/ m3。 知3－练 感悟新知 3-1.[中考·安徽“] 奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m 深处时，其外部0.1 m2 的水平舱面上所受的海水压力约为________ N。(海水密度近似为1×103 kg/m3，g取10 N/kg) 1×107 知3－练 感悟新知 3-2. 如图所示的容器中，A 点处由于液体重力而产生的压强为1 5 68 Pa，该液体的密度为_______kg/m3。 0.8×103 知识点 连通器 知4－讲 感悟新知 4 1. 连通器的定义 如图8 所示，上端开口、下端连通的容器叫作连通器。 2. 原理 连通器里装入同一种液体，当液体不流动时，连通器各部分中液面高度总是相同的。 知4－讲 感悟新知 深度理解: 连通器各部分中液面高度相同的条件：一是连通器中装的是同种液体，二是液体不流动。若连通器内装的不是同种液体，或连通器内液体流动时，液面高度不一定相同。 知4－讲 感悟新知 3. 连通器原理的证明 问题：如图9 所示的是一装有同种液体的连通器，液体密度为ρ，液体静止时，左、右两侧液面与连通器底部某处的距离分别为h1、h2，试证明：h1=h2。 知4－讲 感悟新知 证明：因为液体处于静止状态，故底部该处的液体也处于静止状态，取该处截面上一个小液片AB，则其受平衡力的作用，即小液片AB 左、右两侧受到的压力F1 和F2是一对平衡力， 有F1=F2； 又F1=ρgh1S、F2=ρgh2S， 则ρgh1S=ρgh2S，可见h1=h2。 4. 连通器的应用 茶壶、洗手间下水弯管、锅炉水位计、自来水塔的供水系统、过路涵洞等。 知4－讲 感悟新知 温馨提示: 压强计不是连通器，若压强计的橡皮膜漏气，压强计的两管就构成了连通器。 [母题中考·山西教材P36 图9.2-6]小明给妈妈的透明茶壶添水后，放在桌子上，如图10所示，妈妈看到后问：“怎么才加了半壶水？”小明说：“我担心再多加一点，水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说：“你试试加点水看看。”小明反复加几次水后明白了：茶壶的壶嘴和壶身组成______， 壶嘴和壶身中的 水面具有_____________的特点，所以不必担 心再加少许水会溢出来。 感悟新知 知4－练 例4 连通器 高度总是相同 44 感悟新知 知4－练 解题秘方：根据连通器的定义和原理分析解答。 解析：茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴和壶身中的水面保持相平。 连通器，上开 口，底连通； 同液体，不流动，液面 平。 45 感悟新知 知4－练 4.[合肥开学考试]我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图，图中闸室所有闸门和阀门都关闭，若闸室中的轮船要开往下游，则应先打开_______。 阀门B 46 液体的压强 产生 原因 特点 液体的压强 计算公式：p=ρgh 应用：连通器 重力 流动性 课堂小结 $$