9.2液体的压强-2024-2025学年人教版八年级物理下册

初中物理鹿老师 第2节 液体的压强 第九章 压强 初中物理鹿老师 学习目标 1.认识液体压强的特点，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，并能进行简单计算； 3.能说出连通器的特点，解释一些简单的实际问题。 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 把装在塑料袋中的方形冰块放在地面上，冰块的四个侧面不会挤压塑料袋。冰块熔化成水后，塑料袋就被水撑得鼓鼓的。这说明液体压强具有跟固体压强不同的特点。你知道液体压强有哪些特点吗？ 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 普通潜水服 可潜至200m深处的橡胶潜水服 可潜至600m深处的抗压潜水服 为什么潜水员在不同深度的水中，需要穿抗压能力不同的潜水服？ 液体压强的特点 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 液体受重力的作用，所以液体对容器底部有向下的压强。 没有水时， 橡皮膜平坦 当倒入水时， 橡皮膜向下凸出 当倒入水时， 橡皮膜凸出. 没有水时， 橡皮膜平坦 液体具有流动性，所以液体对容器侧壁、上壁有压强。 液体压强的特点 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 1.因为液体受到重力的作用，所以对容器底部有压强； 2.因为液体具有流动性，所以对容器侧壁、上壁有压强。 液体内向各个方向都有压强。 液体压强的大小可能与深度有关 水 500ml 500g 酒精500ml 400g 液体压强的大小可能与液体的密度有关 液体压强的特点 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 探头 橡皮膜 空金属盒 U形管 橡胶软管 液体压强的特点 U形管压强计 1.作用：测量液体内部压强。 2.构造：U形管、橡胶软管、探头（空金属盒蒙上橡皮膜），其中，U形管与橡胶软管、探头之间是密闭的。 3.原理：当探头没有受到压强的作用时，U形管左右两管内的液面相平；当探头受到压强的作用时，橡皮膜就会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。 4.使用 ①检查是否漏气 ②检查液面是否相平 ③不能让压强过大 橡皮膜所受压强的大小 U形管液面高度差 转换法 初中物理鹿老师 【实验思路】 可以用U形管压强计探究液体的压强。 改变探头的方向，就能探究液体内部各个方向的压强； 改变探头的深度或把探头放在其他液体中，就能探究液体压强与深度、液体密度等因素的关系。 【实验方法】 1.探究液体压强与方向的关系时，控制探头深度、液体密度相同； 2.探究液体压强与深度的关系时，控制探头方向、液体密度相同； 3.探究液体压强与液体密度的关系时，控制探头方向、深度相同。 实验：探究液体压强与哪些因素有关 9.2 液体的压强 转换法 控制变量法 初中物理鹿老师 【实验步骤】 1.把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看看同一深度各个方向的压强是否相等。 实验：探究液体压强与哪些因素有关 9.2 液体的压强 同种液体同一深度，各个方向压强相等 次数 液体 深度/cm 探头方向 U形管液面高度差/小格 1 水 10 水平向下 16 2 水 10 竖直 16 3 水 10 水平向上 16 初中物理鹿老师 【实验步骤】 2.保持探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 实验：探究液体压强与哪些因素有关 9.2 液体的压强 次数 液体 深度/cm 探头方向 U形管液面高度差/小格 1 水 5 水平向下 8 2 水 10 水平向下 16 3 水 15 水平向下 20 同种液体，深度越深，压强越大 初中物理鹿老师 【实验步骤】 3.把压强计的探头分别放入水、酒精、蓝色硫酸铜溶液中，控制深度相同、探头所对某一方向相同，观察并记录U形管液面的高度差。 实验：探究液体压强与哪些因素有关 9.2 液体的压强 次数 液体 深度/cm 探头方向 U形管液面高度差/小格 1 水 10 水平向下 16 2 酒精 10 水平向下 14 3 硫酸铜 10 水平向下 18 不同液体深度相同，密度越大，压强越大 初中物理鹿老师 【实验结论】 大量实验表明，液体内部压强的大小具有这样的特点：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；深度越大，压强越大；液体内部压强的大小还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 实验：探究液体压强与哪些因素有关 9.2 液体的压强 同种液体同一深度，各个方向压强相等 同种液体，深度越深，压强越大 不同液体深度相同，密度越大，压强越大 9.2 初中物理鹿老师 液体的压强 普通潜水服 可潜至200m深处的橡胶潜水服 可潜至600m深处的抗压潜水服 为什么潜水员在不同深度的水中，需要穿抗压能力不同的潜水服？ 液体压强的特点 同种液体，深度越深，压强越大 为什么水坝上窄下宽？ 同种液体，深度越深，压强越大 初中物理鹿老师 要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。这个平面上方的水组成了一个竖直液柱，该液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。 设液柱的高度为h，平面的面积为S 平面上方的液柱对平面的压力 平面受到的压强 因此，液面下深度为h处液体的压强为 液体压强的大小 9.2 液体的压强 h S h 演绎推理法 初中物理鹿老师 液体压强的大小 9.2 液体的压强 p 指压强，单位为Pa ρ 指液体密度，单位为kg/m3 g 为常数 h 指深度，单位为m 注意： 1.h指深度，指自由液面到该点的竖直距离。 2.使用公式时单位要统一。 3.只适用于液体产生的压强。 A B C hA hB hC 初中物理鹿老师 液体压强的大小 9.2 液体的压强 F G液 h S G液 h S F F G液 h S 液体对容器底部的压力F和液体自身重力G液的关系： F=pS=ρghS G液=mg=ρV液g hS=V液 F=G液 hS<V液 F<G液 hS>V液 F>G液 液体对容器底部的压力大小不一定等于液体自身重力，只有当容器是上下粗细相同时，二者才相等。 初中物理鹿老师 有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的海水里，海水对你脚背压力的大小相当于2000个人所受的重力！海水的压力真有这么大吗？请通过估算加以说明。 解：因为是估算，海水的密度可以取ρ=1×103kg/m3，g取10N/kg，脚背宽度取8~10cm，脚背长度取12~15cm，则脚背面积为96~150cm2，近似取S=120cm2=1.2×10-2m2。 万米深处海水的压强 脚背所受的压力 一个成年人的质量约为60kg，所受的重力 假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力，则 估算结果表明，在万米深的海底，水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力 9.2 液体的压强 液体压强的大小 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 液体压强的大小 帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水，就把桶压裂了，桶里的水就从裂缝中流了出来。 这是由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度h就很大了，就能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力，就把桶压裂了。 帕斯卡裂桶实验说明：同种液体产生的压强取决于液体的深度，与液体的质量、重力等无关。 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 上端开口、下端连通的容器叫作连通器。 如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 F1 F2 h1 h2 为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的？ 设想在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们用它作为研究对象。 液片两侧受到的压力分别是F1和F2。 液片静止，即液片处于平衡状态 由二力平衡可知，F1=F2 由于液片左右侧面积相同，故p1=p2 ρgh1=ρgh2 h1=h2 两侧液面相平 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 1.茶壶 茶壶的结构是上端开口，下端连通，构成一个连通器，因此是利用连通器特点工作的。 根据连通器的原理，茶壶里的水能倒多深，除了要看壶身的容积，还要看壶嘴的高低。 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 2.锅炉水位计 水位计与锅炉构成了连通器，它们的页面是平齐的，这样从外面就能看到内部的水位。 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 3.排水管“反水弯” 比如洗手池下方的U形管，其中会残留一部分水，从而堵住来自下水道的异味 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 4.地漏 利用储水杯中的水堵住来自下水道的异味 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 5.自动喂水器 当饮水槽中的水下降到一定高度时，跟它构成连通器的储水槽中的水面也会下降，通过浮球就能打开阀门防水。水位上升到一定高度后，浮球就会将阀门关闭。 初中物理鹿老师 9.2 液体的压强 连通器 6.装修找平 房屋装修时，工人师傅常拿一根装有水的长透明塑料软管，贴着墙面在软管两端的水面处做标记，将标记连成直线，即得到一条水平线。 初中物理鹿老师 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游水位差最大可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下游，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。 船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。 9.2 液体的压强 科学世界：三峡船闸——世界上最大的人造连通器 上游 下游 闸室 下游闸门A 上游闸门B 上游阀门B 下游阀门A 初中物理鹿老师 如果船只要通过船闸从上游到下游，则先打开通向上游的进水阀门，此时闸室与上游构成连通器，当闸室和上游的水位齐平后，打开上游闸门，船只驶入闸室。同理，打开出水阀门，让闸室和下游构成连通器，水位齐平后，打开下游闸门，船只驶入下游。 9.2 液体的压强 科学世界：三峡船闸——世界上最大的人造连通器 初中物理鹿老师 如果船只要通过船闸从下游到上游，则先打开出水阀门，此时闸室与下游构成连通器，当闸室和下游的水位齐平后，打开下游闸门，船只驶入闸室。同理，打开进水阀门，让闸室和上游构成连通器，水位齐平后，打开上游闸门，船只驶入上游。 9.2 液体的压强 科学世界：三峡船闸——世界上最大的人造连通器 初中物理鹿老师 三峡船闸的主体结构段全长1621m，是世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过5个闸室使船体逐次降低（或升高）。每个闸室水位变化超过20m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。倘若水压在闸门上，即使有10万人每人都用1000N的力来顶着门，也抵挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大。为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，不愧是“天下第一门”。 9.2 液体的压强 科学世界：三峡船闸——世界上最大的人造连通器 五级船闸示意图 初中物理鹿老师 课后练习 1.一个空的药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸没在水中，一次瓶口朝上，另一次瓶口朝下，这两次药瓶在水里的位置相同。为什么每次橡皮膜都向内凹？哪一次凹进得更多？为什么？ 因为液体内部向各个方向都有压强，所以每次橡皮膜都向内凹。 由p=ρgh可知，同种液体，深度越深，压强越大。由于瓶口朝下时橡皮膜所处的深度大于瓶口朝上时橡皮膜所处的深度，所以瓶口朝下时橡皮膜凹进得更多。 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 2.如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔，橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否与深度、液体密度有关”的实验。 （1）若要检验“在同种液体中液体压强与深度有关”，应该怎样实验？说出实验步骤和会看到的现象。 实验步骤：在隔板左右两侧注入同种液体，左边高，右边低。 观察到的现象：薄膜向右凸 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 2.如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔，橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否与深度、液体密度有关”的实验。 （2）若要检验“在深度相同时液体压强与密度有关”，应该怎样实验？说出实验步骤和会看到的现象。 实验步骤：在隔板左侧注入酒精，右侧注入水，使两边高度相同。 观察到的现象：薄膜向左凸 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 3.工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状？三峡水电站的水库大坝高185m，当水库水深为175m时，坝底受到的水的压强是多少？ 因为同种液体，深度越深，压强越大，所以工程师要把拦河坝设计成下宽上窄的形状。 由题可知，水库水深为h=175m 则坝底受到的水的压强为 答：坝底受到的水的压强是1.75×106Pa。 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 4.图中的两个容器中盛有同种相同质量的液体，哪个容器底受到的压强大？ 因为盛入同种相同质量的液体，即ρ左=ρ右，且S左>S右 所以h左<h右 因为p=ρgh，所以p左<p右，即右侧容器底受到的压强大。 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 5.某卫生间的地漏结构的剖面图如图所示，请你分析地漏存水杯是如何防止异味的。 根据地漏的结构图可知，存水杯上端开口，下端连通，因此地漏的结构就是利用连通器的原理，在液体不流动的情况下，容器中液面的高度总是相平的。可防止异味从下水管中冒上来。 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 课后练习 6.要在墙上挂一个大画框，怎样保证下边框水平？某同学用水和一根透明塑料管就解决了这个问题。请你说说应该怎样操作。 首先，将塑料管中装较多的水。然后，将塑料管的一端靠近画框的一个下边框角，另一端靠近画框的另一个下边框角。 此时塑料管形成一个上端开口、下端连通的连通器，根据连通器原理可知，当管内水静止时，两边水面是相平的，此时根据水面来调整画框的下边框，使得两边水面与下边框接触的点在同一水平线上，这样就能保证画框的下边框是水平的。 9.2 液体的压强 课堂小结 9.2 液体的压强 初中物理鹿老师 液体的压强 液体压强的特点 液体内向各个方向都有压强。 液体受到重力的作用。 液体有流动性。 控制变量法 转换法 同种液体，同一深度，各个方向，压强相等。 同种液体，深度越深，压强越大。 不同液体，深度相同，密度越大，压强越大。 液体压强的大小 h为深度，指自由液面到该点的竖直距离 连通器 连通器：上端开口、下端连通的容器 特点：如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的 应用：茶壶、锅炉水位计、U形管“反水弯”、地漏、自动喂食器、装修找平、船闸 初中物理鹿老师 谢 谢 Lavf59.27.100 $$