9.2 液体的压强（讲义）--【大单元教学】2024-2025学年八年级物理下册同步备课系列（人教版2024）

【八年级物理大单元设计】 9.2 液体的压强 【内容预览】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：液体压强的特点 1 知识点2：液体压强的大小 4 知识点3：连通器 8 【课堂练习】 10 1. 探究了解液体压强与液体深度和密度的关系，知道液体内部压强的特点，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，并能进行相关的简单计算。 3. 认识连通器，了解连通器的工作原理及特点，以及连通器在生活中的应用。 知识点1：液体压强的特点 1. 现象探究：液体对容器底部和侧壁是否有压强 实验现象 实验图示 结论 压强产生的原因 用一个两端开口的玻璃管，下端扎有橡皮膜，橡皮膜的表面原来与筒口向平，倒入液体后橡皮膜会向下凸起 液体对容器底部有压强 液体具有重力 玻璃管圆筒的侧壁有开口，且扎有橡皮膜，倒入液体后，橡皮膜会向外凸 液体对容器壁用压强 液体具有流动性 【典例1】如图所示是装有水的气球，水由于受到 的作用，从而对气球的底部产生压强；用手指挤压气球的侧面，放手后气球侧面恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对气球侧面也产生压强。    【答案】 重力 流动性 【详解】[1]装有水的塑料袋底部突起，这是因为水受到重力的作用，从而对塑料袋底部产生压强。 [2]手指挤压装有水的塑料袋侧壁，放手后塑料袋恢复原状，说明液体具有流动性，正是因为液体的流动性，所以液体对塑料袋侧壁也产生压强。 2. 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。 压强计的使用注意事项 （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。 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； （2）在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等； （3）同种液体，深度越深，压强越大； （4）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。 【典例2】如图所示。在探究液体内部压强特点的实验中，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答。 （1）实验中通过观察 来判断液体压强大小的； （2）比较①②两幅图，可以得出 ； （3）比较③④⑤三幅图,你还可以得出什么结论? 。 【答案】 压强计U形管液面差 深度相同时，液体密度越大，液体压强越大 同种液体同一深度液体向各个方向压强相等 【详解】（1）[1]在实验中通过U形管中液面的高度差来反映压强的大小，U形管中液面的高度差越大，液体压强越大。 （2）[2]比较①②两幅图，液体的深度、橡皮膜的方向相同，液体密度不同，②图中液体的密度较大，U形管两边的液面高度差较大，液体压强较大，可以得到深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。 （3）[3]比较③④⑤三幅图，深度、液体密度相同，橡皮膜的方向不同，U形管两边的液面高度差相等，即液体内部压强不变，说明在同种液体内部的同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。 知识点2：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： 液柱的体积：V=Sh， 液柱的质量：m=ρV=ρSh； 液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg； 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。 【典例3】将一个一端带橡皮膜的玻璃管逐渐插入水中h深度处，会观察到橡皮膜逐渐向管内凹，如图甲所示。 （1）说明液体内部压强随深度的增加而 ； （2）向管内加水至橡皮膜没有凹凸，发现管内水的深度也是h，如图乙所示。水的密度是ρ，玻璃管内截面积是S，杯中水对橡皮膜的压强是p，则此时玻璃管内水对橡皮膜的压力F水柱 与杯中水对橡皮膜的压力pS ，故pS=F水柱，所以，可推导p与ρ和h的关系： （至少用三步完成接下来的推导）。通过得到的结果可进一步发现液体压强与深度 。 【答案】 增大 平衡 正比 【详解】（1）[1]带橡皮膜的玻璃管逐渐插入水中h深度处，会观察到橡皮膜逐渐向管内凹，说明液体内部压强随深度的增加而增大。 （2）[2]向管内加水至橡皮膜没有凹凸，说明内外对橡皮膜压力相等玻璃管内水对橡皮膜的压力，与杯中水对橡皮膜的压力pS平衡。 [3][4]推导过程如下 所以p=ρgh，由此可知，液体压强与深度成正比。 2. 三点透析液体压强公式 （1）应用公式：，各个量都应用用国际单位，如下表： 物理量 压强 密度 重力常量 深度 符号 p ρ g h 单位 Pa kg/m3 N/kg m （2）在液体内部压强公式中，h表示的是深度，而不是高度。深度h表示该点到液面的垂直距离。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。当求放在水平面上的密度均匀的柱状物体时，也可用密度压强公式p=ρgh求解。 【典例4】如图所示，盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N，容器中的水重7N，顶部和底部的面积均为100cm2，顶部到底部的高度h2=6cm，侧壁上有一开口弯管，弯管内的水面高度h1=8cm；水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。水对容器顶部的压强为 Pa，水对容器底部的压力为 N，容器对桌面的压强为 Pa。 【答案】 200 8 800 【详解】[1]水面到容器顶部的距离为h=h1﹣h2=8cm﹣6cm=2cm=0.02m 水对容器顶部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa [2]水对容器底的压强为p底=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa 则水对容器底部的压力为F=p底S=800Pa×100×10-4m2=8N [3]因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以容器对桌面的压力为F′=G容+G水=1N+7N=8N 所以容器对桌面的压强为 【典例5】如图所示，有一个底面积是200cm2、高为10cm的柱形容器，顶部有一个面积是40cm2的小孔，孔上装有一根倾斜管子，从管子上端灌水，当h1=20cm时，水对容器底的压强等于 Pa（g取10N/kg）。 【答案】3×103/3000 【详解】液体深度指的是液面距离容器底部的竖直高度，为h=20cm+10cm=30cm=0.3m 水对容器底的压强 3. 液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。 容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析 由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液 液体对容器底部的压力： F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积） 在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压<G液 液体对容器底的压力： F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱<G液，即F压<G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 口小底大的缩口容器中，侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体的作用，反而给液体施加了一个斜向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以F压>G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱>G液，即F压>G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 【典例6】如图所示，将一未装满水的密闭矿泉水瓶，正立时水对瓶底的压力为F1，瓶底对桌面的压强为p1，倒立时水对瓶盖的压力为F2，瓶盖对桌面的压强为p2，则F1 F2，p1 p2（选填>、=或<）。 【答案】 > < 【详解】[1]正放时，瓶子中的水柱是粗细相同的，瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力，倒放时，瓶子中的水柱上面粗，下面细，一部分水压在瓶子的侧壁，瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力，即F1>F2。 [2]由于瓶子放在水平桌面上无论正立还是倒立对桌面的压力大小相同，倒置后与桌面的接触面积变小，根据可知倒置后压强增大，由此可得p1<p2。 【典例7】如图所示，一底面积为100cm2的平底玻璃杯放在面积为1m2的水平桌面上，内装1.5kg的水。（玻璃杯厚度忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）求距容器底部3cm的A点受到的水的压强； （2）求水对杯底的压力； （3）若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa，求玻璃杯的质量。    【答案】（1）900Pa；（2）12N；（3）1.2kg 【详解】解：（1）距容器底部3cm的A点受到的水的压强 （2）水对杯底的压强 由得，水对杯底的压力 （3）由得，桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa，桌面所受玻璃杯的压力 玻璃杯与杯中水的总重力 由得，玻璃杯与杯中水的总质量 玻璃杯的质量 答：（1）距容器底部3cm的A点受到的水的压强900Pa； （2）水对杯底的压力12N； （3）玻璃杯的质量1.2kg。 知识点3：连通器 1. 定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 2. 连通器的特点：连通器里装入同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的，如图所示。 3. 连通器内液面相平的原因：如图所示，当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。 液体静止，液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片两侧压强相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故两侧液柱高度相等，即h左=h右。 4. 连通器的应用 茶壶的壶身和壶嘴构成连通器，方便倒水 U型存水弯是一个连通器，阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户 过路涵洞是一个连通器，使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器，可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航 【典例8】如下图甲所示，工人师傅将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ，这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏，若存水杯中的水由于蒸发而变干，地漏将 （选填“仍能”或“不能”）阻止下水道异味上逸。 【答案】 在同一高度上 连通器 不能 【详解】[1][2]由于塑料软管中装有水，两管子两端开口，下端相连通，因此利用了连通器的原理，当连通器中的同种液体自由静止时，液面是相平的，因此是为了保证两点在同一高度处。 [3] 家庭卫生间常用的防止反味的地漏，也是利用了连通器的原理，使里面长期存有一定量的水，若存水杯中的水由于蒸发而变干，则地漏将不能将阻止下水道“异味”上逸。 1．公道杯，古代汉族饮酒用的瓷制品。盛酒时只能浅平，不可过满，否则，杯中之酒便会漏掉，所以又名“公道杯”。其内部结构如图所示，要使酒从杯底流出，其液面至少应高于（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【答案】B 【详解】根据“公道杯”的内部结构图可知，杯体内部有倒扣的U形吸管，水位低于B点时，水还没有充满吸管，吸管内的水只能停留在倒U形吸管的右端，水不能从出水口排出；当杯中液面高于B处时，液体从出水口流出，直至杯内的液体与吸管右端管口齐平为止。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图，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 B．液体对容器底部的压强 C．液体对容器底部的压力 D．容器对桌面的压力 【答案】B 【详解】A．三个容器的底面积相同，甲为圆柱形，乙、丙为圆台形，三种液体的质量和深度均相同；由图中容器的形状可知，B液体的体积最小，C液体的体积最大，根据可知，B液体的密度最大，C液体的密度最小，即 ρB>ρA>ρC 故A错误； BC．液体的密度关系为 ρB>ρA>ρC 三种液体的深度相同，根据公式p=ρgh可知，液体对容器底部的压强关系为 pB>pA>pC 三个容器的底面积相同，根据公式F=pS可知，液体对容器底部的压力关系为 FB>FA>FC 故B正确，C错误； D．容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力，因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同，则根据G=mg可知它们的总重力相等，所以它们对桌面的压力相等，即 FA=FB=FC 故D错误。 故选B。 3．如图所示，下列实验装置中属于连通器的是：（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】上端开口，底部连通的仪器叫连通器。 A．A图中装置只有一端，不符合连通器特点，不属于连通器，故A不符合题意； B．B图中装置符合上端开口，底部连通特点，属于连通器，故B符合题意； C．C图中装置左端是封闭的，不符合连通器特点，不属于连通器，故C不符合题意； D．D图中装置一端开口，一端封闭，不符合连通器特点，不属于连通器，故D不符合题意。 故选B。 4． 压强计是用来研究液体内部压强规律的仪器，我们可以通过观察左右管中液面 来判断液体内部压强大小。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。 【答案】 U型管 高度差 重力 流动性 【详解】[1][2]U形管压强计是用来研究液体内部压强规律的仪器，我们可以通过观察左右管中液面的高度差来判断液体内部压强大小。 [3]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重力的作用，从而对塑料袋底部产生压强。 [4]液体和固体不同的是，液体还具有流动性，由于液体要流动，所以对塑料袋侧壁也有压强。 5．三峡船闸是世界上最大的人造连通器，它由上、下游闸门、上、下游阀门和闸室组成。利用连通器的工作原理，轮船可以从下游驶向上游，如图所示。    （1）甲图中，下游阀门A打开，上游阀门B关闭，下游与闸室组成了连通器，当闸室水面与下游相平时，下游闸门 （选填“打开”或“关闭”），轮船从下游进入闸室。 （2）乙图中，关闭下游闸门，下游阀门A关闭，上游阀门B打开，水从 流向 。 （3）丙图中，当 时，上游闸门打开，轮船驶向上游。 【答案】 打开 上游 闸室 闸室中水面与上游相平 【详解】（1）[1]甲图中，下游阀门A打开，上游阀门B关闭，下游与闸室组成了连通器，当闸室水面与下游相平时，下游闸门打开，轮船从下游进入闸室。 （2）[2][3]乙图中，关闭下游闸门，下游阀门A关闭，上游阀门B打开，闸室和上游组成了连通器，据其特点可知，水面要保持相平，所以水会从上游流向闸室。 （3）[4]丙图中，当闸室中水面与上游相平时，打开上游闸门，船驶往上游。 6．水总是从高处流向低处是因为水受到 的作用；洗手盆下面的弯曲回水管利用了 的原理；用手轻轻一压，气球就变扁了，说明力可以改变物体的 。 【答案】 重力 连通器 形状 【详解】[1]水总是从高处流向低处，是因为水受到了重力作用，并且重力的方向总是竖直向下的，因此重力改变了水的流动方向。 [2]上端开口、底部连通的仪器叫连通器。所以洗手盆下面的弯曲回水管利用了连通器原理。 [3]气球在力的作用下形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状。 7．如图所示，质量及厚度不计的薄壁容器，其底面积是0.1m2，放在水平地面上，里面装有30kg的水，已知容器对桌面的压强和水的容器底部的压强之比为3︰2，容器内部水的深度为 。 【答案】0.2m 【详解】容器中水的重力 容器对桌面的压力 容器对桌面的压强 容器对桌面的压强和水对底部的压强之比 解得水对容器底的压强是，水的深度 8．小华用饮料瓶、橡皮膜、玻璃管、浓盐水、清水、锥子、红墨水（为了方便观察染色）等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。 (1)如图甲所示，小华用锥子在装有水（滴有红墨水）的饮料瓶侧壁扎三个高度不同的孔，由此可以得出的结论是 有关； (2)小华又进行了如图乙所示的操作，他仅做了一次实验就得出“同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等”的结论，请判断他的做法是否合理？ ，并说明理由： 。 【答案】(1)同种液体产生的压强与深度 (2) 不合理 根据一次实验得出的实验结论有偶然性 【解析】【小题1】如图甲所示，越往下的孔深度越大，液体喷出越远，由此可以得出的结论是同种液体产生的压强与深度有关。 【小题2】[1][2]小华又进行了如图乙所示的操作，他仅做了一次实验就得出“同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等”的结论，由于根据一次实验得出的实验结论有偶然性，因此得到的结论不合理。 9．在探究影响液体压强大小的因素实验中，小明用同一个压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验（烧杯中的液体均未溢出）甲乙金属探头深度相同，U形管中内液面的高度差h乙>h甲>h丙。 (1)还未与软管组装的压强计中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器； (2)小明组装好压强计后，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两侧液柱 ，说明该压强计的气密性很差； (3)比较实验乙丙可得结论： ； (4)小明对比甲、丙两图，得出结论：丙中盐水密度比甲中水的密度大。小明的这种做法是不科学的，因为 ； (5)液体压强不易直接测量，但是压强计可以通过U形管左右两侧的液面高度差的大小，反映探头薄膜所受压强的大小。下列测量工具的设计原理也应用了这种方法的有______。 A．量筒 B．刻度尺 C．弹簧测力计 【答案】(1)是 (2)无明显高度差 (3)见解析 (4)没有控制探头深度相同 (5)C 【详解】（1）还未与软管组装的压强计中的U形管上端开口，底部连通，属于连通器。 （2）组装好压强计后，用手指按压橡皮膜，发现U形管两侧液面有明显的高度差，说明装置气密性良好，即不漏气，若不能形成明显的高度差，说明装置气密性不好，即漏气。 （3）由图可知，乙、丙两次实验中，液体密度相同，乙中探头深度更深，U形管两侧液面高度差更大，说明液体压强更大，故可得：在液体密度相同时，深度越深，液体压强越大。 （4）由图甲、丙可知，液体密度不同，探头深度也不同，存在两个变量，所以他的做法是不正确的，应该要控制探头深度相同。 （5）液体压强不易直接测量，但是压强计可以通过U形管左右两侧的液面高度差的大小，反映探头薄膜所受压强的大小，采用的是转换法。量筒和刻度尺没有采用转换法，弹簧测力计用弹簧的伸长量来反映拉力大小，采用了转换法。 故选C。 10．如图所示，质量为0.2kg，底面积为200cm2的容器，置于水平桌面上。向容器中盛水后，水面的高度为15cm，容器对桌面的压强为1.1×103 Pa（忽略容器壁的厚度），求： (1)盛水后，水对容器底的压强和压力； (2)容器内水的体积。 【答案】(1)1.5×103Pa，30N (2)2×10-3m3 【详解】（1）由题意知，水面的高度为15cm即0.15m，则水对容器底的压强为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa 容器的底面积为200cm2，水对容器底压力为 F水=pS=1.5×103Pa×200×10-4m2=30N （2）由题意知，容器的质量为0.2kg，则容器的重力 G=mg=0.2kg×10N/kg=2N 盛水后，容器对桌面的压力 F桌=p桌S=1.1×103Pa×200×10-4m2=22N 桌面受到的压力等于容器对桌面的压力和水对桌面的压力之和，故 G水=F桌-G=22N-2N=20N 容器内水的体积 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【八年级物理大单元设计】 9.2 液体的压强 【内容预览】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：液体压强的特点 1 知识点2：液体压强的大小 4 知识点3：连通器 7 【课堂练习】 9 1. 探究了解液体压强与液体深度和密度的关系，知道液体内部压强的特点，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，并能进行相关的简单计算。 3. 认识连通器，了解连通器的工作原理及特点，以及连通器在生活中的应用。 知识点1：液体压强的特点 1. 现象探究：液体对容器底部和侧壁是否有压强 实验现象 实验图示 结论 压强产生的原因 用一个两端开口的玻璃管，下端扎有橡皮膜，橡皮膜的表面原来与筒口向平，倒入液体后橡皮膜会向下凸起 液体对容器底部有压强 液体具有重力 玻璃管圆筒的侧壁有开口，且扎有橡皮膜，倒入液体后，橡皮膜会向外凸 液体对容器壁用压强 液体具有流动性 【典例1】如图所示是装有水的气球，水由于受到 的作用，从而对气球的底部产生压强；用手指挤压气球的侧面，放手后气球侧面恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对气球侧面也产生压强。    2. 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。 压强计的使用注意事项 （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。 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； （2）在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等； （3）同种液体，深度越深，压强越大； （4）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。 【典例2】如图所示。在探究液体内部压强特点的实验中，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答。 （1）实验中通过观察 来判断液体压强大小的； （2）比较①②两幅图，可以得出 ； （3）比较③④⑤三幅图,你还可以得出什么结论? 。 知识点2：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： 液柱的体积：V=Sh， 液柱的质量：m=ρV=ρSh； 液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg； 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。 【典例3】将一个一端带橡皮膜的玻璃管逐渐插入水中h深度处，会观察到橡皮膜逐渐向管内凹，如图甲所示。 （1）说明液体内部压强随深度的增加而 ； （2）向管内加水至橡皮膜没有凹凸，发现管内水的深度也是h，如图乙所示。水的密度是ρ，玻璃管内截面积是S，杯中水对橡皮膜的压强是p，则此时玻璃管内水对橡皮膜的压力F水柱 与杯中水对橡皮膜的压力pS ，故pS=F水柱，所以，可推导p与ρ和h的关系： （至少用三步完成接下来的推导）。通过得到的结果可进一步发现液体压强与深度 。 2. 三点透析液体压强公式 （1）应用公式：，各个量都应用用国际单位，如下表： 物理量 压强 密度 重力常量 深度 符号 p ρ g h 单位 Pa kg/m3 N/kg m （2）在液体内部压强公式中，h表示的是深度，而不是高度。深度h表示该点到液面的垂直距离。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。当求放在水平面上的密度均匀的柱状物体时，也可用密度压强公式p=ρgh求解。 【典例4】如图所示，盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N，容器中的水重7N，顶部和底部的面积均为100cm2，顶部到底部的高度h2=6cm，侧壁上有一开口弯管，弯管内的水面高度h1=8cm；水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。水对容器顶部的压强为 Pa，水对容器底部的压力为 N，容器对桌面的压强为 Pa。 【典例5】如图所示，有一个底面积是200cm2、高为10cm的柱形容器，顶部有一个面积是40cm2的小孔，孔上装有一根倾斜管子，从管子上端灌水，当h1=20cm时，水对容器底的压强等于 Pa（g取10N/kg）。 3. 液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。 容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析 由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液 液体对容器底部的压力： F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积） 在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压<G液 液体对容器底的压力： F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱<G液，即F压<G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 口小底大的缩口容器中，侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体的作用，反而给液体施加了一个斜向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以F压>G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱>G液，即F压>G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 【典例6】如图所示，将一未装满水的密闭矿泉水瓶，正立时水对瓶底的压力为F1，瓶底对桌面的压强为p1，倒立时水对瓶盖的压力为F2，瓶盖对桌面的压强为p2，则F1 F2，p1 p2（选填>、=或<）。 【典例7】如图所示，一底面积为100cm2的平底玻璃杯放在面积为1m2的水平桌面上，内装1.5kg的水。（玻璃杯厚度忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）求距容器底部3cm的A点受到的水的压强； （2）求水对杯底的压力； （3）若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa，求玻璃杯的质量。    知识点3：连通器 1. 定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 2. 连通器的特点：连通器里装入同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的，如图所示。 3. 连通器内液面相平的原因：如图所示，当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。 液体静止，液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片两侧压强相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故两侧液柱高度相等，即h左=h右。 4. 连通器的应用 茶壶的壶身和壶嘴构成连通器，方便倒水 U型存水弯是一个连通器，阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户 过路涵洞是一个连通器，使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器，可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航 【典例8】如下图甲所示，工人师傅将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ，这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏，若存水杯中的水由于蒸发而变干，地漏将 （选填“仍能”或“不能”）阻止下水道异味上逸。 1．公道杯，古代汉族饮酒用的瓷制品。盛酒时只能浅平，不可过满，否则，杯中之酒便会漏掉，所以又名“公道杯”。其内部结构如图所示，要使酒从杯底流出，其液面至少应高于（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 2．如图，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 B．液体对容器底部的压强 C．液体对容器底部的压力 D．容器对桌面的压力 3．如图所示，下列实验装置中属于连通器的是：（　　） A． B． C． D． 4． 压强计是用来研究液体内部压强规律的仪器，我们可以通过观察左右管中液面 来判断液体内部压强大小。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。 5．三峡船闸是世界上最大的人造连通器，它由上、下游闸门、上、下游阀门和闸室组成。利用连通器的工作原理，轮船可以从下游驶向上游，如图所示。    （1）甲图中，下游阀门A打开，上游阀门B关闭，下游与闸室组成了连通器，当闸室水面与下游相平时，下游闸门 （选填“打开”或“关闭”），轮船从下游进入闸室。 （2）乙图中，关闭下游闸门，下游阀门A关闭，上游阀门B打开，水从 流向 。 （3）丙图中，当 时，上游闸门打开，轮船驶向上游。 6．水总是从高处流向低处是因为水受到 的作用；洗手盆下面的弯曲回水管利用了 的原理；用手轻轻一压，气球就变扁了，说明力可以改变物体的 。 7．如图所示，质量及厚度不计的薄壁容器，其底面积是0.1m2，放在水平地面上，里面装有30kg的水，已知容器对桌面的压强和水的容器底部的压强之比为3︰2，容器内部水的深度为 。 8．小华用饮料瓶、橡皮膜、玻璃管、浓盐水、清水、锥子、红墨水（为了方便观察染色）等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。 (1)如图甲所示，小华用锥子在装有水（滴有红墨水）的饮料瓶侧壁扎三个高度不同的孔，由此可以得出的结论是 有关； (2)小华又进行了如图乙所示的操作，他仅做了一次实验就得出“同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等”的结论，请判断他的做法是否合理？ ，并说明理由： 。 9．在探究影响液体压强大小的因素实验中，小明用同一个压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验（烧杯中的液体均未溢出）甲乙金属探头深度相同，U形管中内液面的高度差h乙>h甲>h丙。 (1)还未与软管组装的压强计中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器； (2)小明组装好压强计后，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两侧液柱 ，说明该压强计的气密性很差； (3)比较实验乙丙可得结论： ； (4)小明对比甲、丙两图，得出结论：丙中盐水密度比甲中水的密度大。小明的这种做法是不科学的，因为 ； (5)液体压强不易直接测量，但是压强计可以通过U形管左右两侧的液面高度差的大小，反映探头薄膜所受压强的大小。下列测量工具的设计原理也应用了这种方法的有______。 A．量筒 B．刻度尺 C．弹簧测力计 10．如图所示，质量为0.2kg，底面积为200cm2的容器，置于水平桌面上。向容器中盛水后，水面的高度为15cm，容器对桌面的压强为1.1×103 Pa（忽略容器壁的厚度），求： (1)盛水后，水对容器底的压强和压力； (2)容器内水的体积。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$