8.2 液体的压强 (2课时) 课件 -2024-2025学年沪粤版物理八年级下册

8. 2　液体的压强(第2课时) 知识点一 连通器 (1)上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 (2)原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相平的。 (3)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管等。 例 1　连通器应用于生活中各个方面。如图所示的事例中，不是利用连通器原理的是 ( ) D [方法指导]下水弯管、乳牛自动喂水器、油壶的结构是上端开口、下部连通的容器，属于连通器；水杯里的水的内部存在压强，与连通器无关。 在下列底部相通的容器中装有同种液体，当静止时液面位置正确的是 ( ) C 知识点二 固体、液体的压力、压强的计算 解题方法：(1)液体的先求压强p＝ρgh，再求压力F＝pS； (2)固体的先求压力F＝G，再求压强p＝ ； (3)对于柱体(正方体、长方体、圆柱体等)求压强，p＝ρgh、p＝ 这两个公式固、液体通用，哪条公式适用就选哪条。 例 2　如图所示，铁桶重为15 N，桶的底面积为100 cm2，往桶里倒入5 kg的水，水的深度为15 cm，将其平放在面积为1 m2的水平台面上。求： (1)水对桶底的压强。 解：(1)水对桶底的压强为 p＝ρgh＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×0. 15 m＝1 500 Pa (2)桶底受到水的压力。 解：(2)桶的底面积为S＝100 cm2＝1. 0×10－2 m2， 桶底受到水的压力为 F＝pS＝1 500 Pa×1. 0×10－2 m2＝15 N。 (3)台面受到的压力。 解：(3)台面受到的压力为 F′＝G桶＋G水＝G桶＋m水g＝15 N＋5 kg×10 N/kg ＝65 N。 (4)台面受到的压强。 答：略 解：(4)台面受到的压强为 p′＝ ＝6 500 Pa。 [方法指导]本题考查固体和液体的压力、压强的计算公式，注意深度和受力面积的单位转换。 如图所示，茶壶的底部受到水产生的压强为________Pa，若茶壶内部的底面积为20 cm2，则茶壶内底部受到水的压力为___N。(水的密度为1×103 kg/m3，g取10 N/kg) 1. 5×103 3 知识点三 容器中液体的压力与重力的关系 容器底部受到液体压力与重力的关系： 注意：静止液体对容器底的压力不一定等于液体的重力。 例 3　如图所示的圆台状容器内充满液体，将它倒置过来放在桌面上，跟原来相比较，容器底部受到液体的 ( ) A. 压力不变，压强增大 B. 压强不变，压力增大 C. 压力不变，压强不变 D. 压强不变，压力变小 D 如图所示，质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上，甲为圆柱形，乙、丙为圆台形，分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体，下列说法正确的是 ( ) A. 液体的密度ρA>ρB>ρCB. 液体对容器底部的压强pB>pA>pCC. 液体对容器底部的压力FB<FA<FCD. 容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙 B [方法指导]由公式p＝ρgh可知，装满液体的容器倒置前后液体的密度不变，深度不变，所以液体对容器底的压强也不变；倒置后，容器的底面积减小，由公式F＝pS可知，压强不变，受力面积减小，所以容器底部受到的压力减小。 1. 连通器在生活、生产中有广泛的应用。图中没有利用连通器原理工作的是 ( ) D 2. 下列事例中利用连通器原理的是 ( ) A. ①②④ B. ②③④ C. ①②③ D. ①③④ C 3. 如图所示，A、B两个圆柱形容器中盛有体积相同的同种液体，且放置在水平桌面上。若两容器底部受到的液体压力分别为FA、FB，受到的液体压强分别为pA、pB，则它们的关系是 ( ) A. FA＝FB、pA＞pBB. FA＝FB、pA＜pBC. FA＞FB、pA＝pBD. FA＜FB、pA＝pB B 4. 在水平桌面上放有质量和底面积均相同的容器甲和乙，在容器中分别盛入质量相同的两种液体，两容器中的液面相平，如图所示。下列说法正确的是 ( ) A. 两容器对桌面的压强大小相等 B. 两容器底部受到的液体压力大小相等 C. 两液体的密度大小相等 D. 两容器底部受到的液体压强大小相等 A 5. 如图所示，A、B两个容器中盛有水，它们之间有斜管相通，当开关K闭合时，则A、B两个容器_____(选填“能”或“不能”)构成连通器，若开关K打开时，两个容器中水的流动方向是__________(选填“从A流向B”或“从B流向A”)，最后两个容器中的水面_____。 不能 从B流向A 相平 6. 我国三峡船闸是世界上最大的船闸，如图是轮船准备从闸室驶往下游的情景，应先关闭上游的阀门和闸门，打开阀门___(填写字母)，闸室与下游水道构成了一个_______。当闸室水面下降到和下游水面______后，打开下游闸门，轮船驶向下游。 B 连通器 相平 7. 如图所示，“蛟龙号”下潜至6 400 m深度处，此处的海水压强为7×107 Pa，此时海水对“蛟龙号”每0. 5 m2外表面产生的压力为__________N。“蛟龙号”在海里上升的过程中，所受海水的压强将_____(选填“变小”“不变”或“变大”)。 3. 5×107 变小 8. 背着氧气瓶的潜水员若要在深海的海水中工作，就要穿抗压服。若某人穿上抗压服后能承受的最大压强为8×105 Pa，则这个人能下潜的最大深度为____m。(海水的密度取1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 80 9. 在一档中央电视台拍摄的节目中，实验员正 在亲身实践：当汽车被水浸没，该如何逃生 (此操作危险，切勿模仿)。工作人员将汽车 缓缓浸入水中，坐在车里的实验员尝试推开 车门逃生，他们用传感器测出了车门受到的外部水的压力，如图所示。如果某个时刻，车门底部处在水下10 cm处，则车门底部受到的水的压强为_____Pa。当车门受到水的压力为 9. 19 kN时，门打不开，而当车门受到的压力增大到10. 06 kN时，车门反而打开了，猜测此时车里_______(选填“充满水”或“没有水”)，此时可以打开车门的原因：_________________________________________________________________________________________。(g取9. 8 N/kg，ρ水＝1. 0×103 kg/m3) 980 充满水 车里充满水，车内 的压强增大，此时车内外的压强差变小，水对车产生的向车内方向的压力差变小 10. 如图所示是常用的养生壶，底座底面积为250 cm2，空壶和底座的总质量是1 kg，水壶装水至最大容量后放置在面积为1. 2 m2的水平桌面中间，壶内水的质量为1. 5 kg，水深9 cm。若ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： (1)水对壶底部的压强。 解：(1)水对壶底部的压强为 p＝ρ水gh＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×0. 09 m ＝900 Pa (2)养生壶对桌面的压力。 解：(2)养生壶对桌面的压力等于壶和水的总重力，为 F＝G＝(m1＋m2)g＝(1 kg＋1. 5 kg)×10 N/kg＝25 N (3)养生壶对桌面的压强 答：略 解：(3)养生壶对桌面的压强为 p1＝ ＝1 000 Pa $$8. 2　液体的压强(第1课时) 知识点一 液体压强的产生 液体和固体一样受到重力作用，因此对容器底部有压强，同时由于液体具有流动性，因此对侧壁也有压强。 注意：用橡皮膜的形变(如图)来反映液体对容器侧面和底部有压强——转换法。 例 1 观察如图所示实验，A图在两端开口的玻璃管下方扎上橡皮膜，B图在侧边开口处扎上橡皮膜，会出现如图所示的现象。 (1)液体压强的产生原因：_________________，_________________。 (2)液体对_______和_______有压强。 液体受重力作用 液体具有流动性 容器底 容器壁 [方法指导]液体压强产生的原因： (1)受重力作用，在竖直方向存在压强； (2)具有流动性，在各个方向存在压强。 如图所示，分别装有冰和水的塑料袋底部均发生形变，这是因为冰和水都受到_____的作用，从而对塑料袋底部产生压强；用手指挤压装有水的塑料袋侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有_______，所以对塑料袋侧壁也产生压强。 重力 流动性 知识点二 探究液体压强的特点 探究液体压强的特点。 (1)实验名称：探究液体内部压强的特点。 (2)实验目的：通过实验知道液体内部压强的特点；了解压强计的结构和使用方法；培养实验操作和观察能力。 (3)实验器材：压强计、相同的大烧杯2个、食盐、水、刻度尺。 (4)实验原理：压强计的U形管两边液面的高度差与压强计探头上橡皮膜受到液体的压强作用成正比。 (5)实验操作步骤： ①将水倒入烧杯，如图甲，控制探头在水下深度不变，调节旋钮改变探头的朝向，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。 ②如图乙，控制橡皮膜的朝向不变，改变探头浸入水中的深度，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。 ③如图丙，控制探头在水和盐水下的深度相同，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。 现象及数据记录： (6)实验结论： 液体内部向各个方向都有_____，压强随液体深度的增加而增大；同种液体在同一深度，各个方向的压强_____；液体内部的压强跟_____有关，深度增加，压强_____；在深度相同时，液体产生的压强大小与液体的密度有关，液体密度越大，液体的压强_____。 压强 相等 深度 增大 越大 例 2 在研究液体压强的实验中，进行了如图所示的操作： (1)小李检查压强计的气密性时，用手指不论轻压还是重压橡皮膜，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，表明该压强计的气密性_____(选填“好”或“差”)。 (2)比较甲、乙两图可以得出的结论：________________ _________________________。 差 在同种液体中，液 体压强随深度的增加而增大 (3)要探究液体压强与所盛液体的容器形状是否有关，应选择_______两图进行对比，结论是：液体压强与盛液体的容器形状_____。 (4)要探究液体压强与密度的关系，应选用_______两个图进行对比，从而可以得出结论：同一深度，液体的密度越大，压强_____。 丙、丁 无关 乙、丙 越大 (5)图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜位于盐水中的同一深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向_________的压强大小关系。 各个方向 [方法指导]熟悉液体压强规律是完成本实验的基础。在实验中，控制变量法依然是运用的主要研究方法，因此，搞清实验过程中的变量与控制量才是实验成功的关键。 同学们利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。 (1)如图甲所示，从结构上来看，U形管压强计内管_____(选填“是”或“不是”)越细越好；在选择U形管压强计时，探头上的橡皮膜应该用____(选填“薄”或“厚”)一些的较好。 不是 薄 (2)把U形管压强计的探头放在液体中，通过观察U形管两边液面的______来表示探头处液体压强的大小。 (3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出：同种液体，同一深度，液体内部向各个方向的压强_____；通过图乙、图丁所示的两次实验得出：在同种液体中，液体压强随着深度的增加而增大，因此拦河大坝要做成_________(选填“上 窄下宽”或“上宽下窄”)的 形状。 高度差 相等 上窄下宽 (4)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变，向容器内加入适量的浓盐水，他发现U形管两边液面的高度差变大了，于是得出“同一深度，液体的密度越大，压强越大”的结论。他的结论是不 可靠的，原因是_______________________。 没有控制液体的深度不变 知识点三 液体压强的大小 (1)结合图，利用等效替代法进行推导。完成推导过程，得出液体压强大小的计算公式。 按下面的步骤思考： ①这个液柱的体积是多大？V＝Sh ②这个液柱的质量是多大？m＝ρV＝ρSh ③这个液柱有多重？对平面的压力是多大？ ④平面受到的压强是多大？ F＝G＝mg＝ρgSh 　 p＝ ＝ρgh因此，深度为h处液体的压强为p＝ρgh。 (2)公式：p＝ρgh。其中，p为液体压强(单位：Pa)，ρ为液体密度(单位：_______)，h为_____(单位：m)；g＝9. 8 N/kg(粗略计算时g取10 N/kg)。深度h是指研究点到自由液面(液体与空气的分界面)的竖直距离。 从以上液体内部压强公式可以看出，液体内部的压强与___________和_____成正比。 kg/m3 深度 液体的密度 深度 例 3－1　在如图所示的甲、乙、丙三个容器中依次装有水、花生油和酱油，则对容器底部压强最大的是(已知ρ酱油>ρ水>ρ花生油) ( ) A. 甲　　　　　　　 B. 乙　　　　　　　 C. 丙　　　　　　　 D. 一样大 C 练习3－1 如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的两种液体，甲容器中液体的密度为ρ甲，乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，A、B两点压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是 ( ) A. ρ甲>ρ乙，pA<pB B. ρ甲<ρ乙，pA<pBC. ρ甲＝ρ乙，pA<pB D. ρ甲>ρ乙，pA＝pB A 例 3－2　如图所示，将底面积为100 cm2、重为5 N的容器放在面积为0. 5 m2的水平桌面上，容器内装有重45 N、深40 cm的水。求： (1)水对容器底产生的压强。 解：(1)水对容器底产生的压强 p＝ρgh＝1×103kg/m3×10 N/kg×0. 4 m＝4×103 Pa (2)水对距容器底10 cm的A处产生的压强。 解：(2)距容器底10 cm处的A点受到水的压强 pA＝ρghA＝1×103 kg/m3×10 N/kg×(0. 4 m－0. 1 m) ＝3×103 Pa (3)容器对水平桌面的压强。 解：(3)容器和水对桌面的压力 F＝G容器＋G水＝5 N＋45 N＝50 N 答：略 容器对水平桌面的压强p′＝ ＝5×103 Pa [方法指导]根据p＝ρgh进行判断，gh相同，ρ大则p大。 如图所示，在质量为1 kg的容器内装有5 kg的水，容器底面积为100 cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0. 9 m2。求(g取10 N/kg)： (1)水对A点的压强。 解：(1)A点所处的深度为 hA＝100 cm－35 cm＝65 cm＝0. 65 m 故水对A点的压强为pA＝ρghA＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0. 65 m ＝6. 5×103 Pa (2)水对容器底的压强。 解：(2)水底所处深度为h＝100 cm＝1 m， 故所受压强为 p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m＝1×104 Pa (3)水对容器底的压力。 答：略 解：(3)由p＝ 得水对容器底的压力为 F＝pS＝1×104 Pa×100×10－4 m2＝100 N 1. 装满水的容器侧壁开有三个小孔，水从小孔中喷出，如图所示的实验现象正确的是 ( ) B 2. 在探究实践创新大赛中，小明同学展示了他的“液体压强演示仪”，其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图)，将此装置放于水中，通过橡皮膜的凹凸程度变化，探究液体压强规律。如图描述的几种橡皮膜的变化情况，其中正确的是 ( ) B 3. 关于液体内部的压强，下面说法中正确的是 ( ) A. 在液体内部，液体向各个方向的压强都相等 B. 物体在液体内部受到液体的压强，各个方向的压强都相等 C. 在同种液体内部的同一深度，液体向各个方向的压强都相等 D. 在液体内部，液体向下的压强总比向上的压强大 C 4. 某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示，若ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg，水龙头关闭时，c处所受水的压强为 ( ) A. 3. 0×104 Pa B. 9. 0×104 Pa C. 1. 0×105 Pa D. 1. 3×105 Pa D 5. 如图所示，将一端扎有橡皮薄膜的玻璃管浸入水中，橡皮膜向上凹进，说明水内部有_____(选填“向上”或“向下”)的压强。 (1)若增大玻璃管浸入水中的深度，橡皮膜向上凹进的程度将_____(选填“变小”“不变”或“变大”)。 向上 变大 (2)若在管内注入煤油至A位置处(ρ煤油＜ρ水)，最终橡皮薄膜会变平吗？答：_____(选填“会”或“不会”)，依据：______________________________________ ____________________________________________ _______________________________________。 不会 根据液体压强公式p＝ρgh，管内煤油柱小于玻璃管底所处位置水的深度且ρ煤油<ρ水，煤油对橡皮膜向下的压强小于水对橡皮膜向上的压强 6. 如图所示，有一装满水的容器，正放时，容器对水平桌面的压强是p1，水对容器底的压强是p3；将容器倒放时，容器对水平桌面的压强是p2，水对容器底的压强是p4。则p1____p2，p3____p4 。(均选填“>”“＝”或“<”) > ＝ 7. 如图所示，三峡大坝正常蓄水后，上、下游水位落差达113 m，随着水深度增加，大坝承受水的压强_____，a、b两点位于三峡大坝同一高度，a、b处水的压强差为__________Pa，故大坝设计为上窄下宽，图示下游水对河底部的压力____(选填“>”“<”或“＝”)水自身重力。(ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 增大 1. 13×106 < 8. 我国“海斗一号”潜水器在马里亚纳海沟成功完成了首次万米海试与试验性应用任务，于2020年6月8日载誉归来。当下潜至1. 0×104 m时，求：(ρ海水＝1. 0×103 kg/m3， g取10 N/kg) (1)潜水器受到海水的压强。 解：(1)由p＝ρgh可知，潜水器受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×1. 0×104 m ＝1. 0×108 Pa (2)潜水器观察窗0. 82 m2面积所受到的海水的压力。 答：略 解：(2)由p＝ 可知，潜水器观察窗0. 82 m2面积所受到海水的压力 F＝pS＝1. 0×108 Pa×0. 82 m2＝8. 2×107 N 9. 如图所示，利用压强计研究液体内部的压强。 (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. 将右侧管中高出的水倒出 B. 取下软管重新安装 B (2)图乙中的压强计_____(选填“是”或“不是”)连通器，实验前用手轻轻按压探头的橡皮膜，发现U形管内的液体能灵活升降，说明该装置_______(选 填“漏气”或“不漏气”)。 (3)实验中用________________________来反映液体压强的大小，这种方法叫________。 不是 不漏气 U形管两侧液面的高度差 转换法 (4)通过比较丙、丁两次实验可知：液体压强与______有关；通过比较________两次实验可知：液体压强与液体密度有关，在其他条件不变的情况下，液体密度越大，液体压强_____。 (5)将压强计改装，如图己所示，当两探头置于空气中时，U形管两侧液面相平，将两个探头分别置于A、B两种液体中的相同深度时，U形管的右侧液面比左侧高，则ρ甲____(选填“>” “＜”或“＝”)ρ乙。 深度 丁、戊 越大 ＞ $$