第31期 探究：液体压强与哪些因素有关 空气的“力量” 流体压强与流速的关系（答案见33期）-【数理报】2024-2025学年新教材八年级下册物理学案（沪科版2024）

书 液体的压强 一、液体的压强 做一做：在图１甲所示的容 器底部绑上橡皮膜，然后倒入 水，观察到橡皮膜发生了形变． 在图１乙所示的容器侧壁绑上 橡皮膜，观察橡皮膜平还是不 平？向哪个方向凸出？这些现象 说明什么？ 填一填：图１甲中橡皮膜向下发生了形变， 说明液体对容器底部的压强方向 ，产 生这个压强的原因就是液体受到重力作用．图１ 乙中橡皮膜向外凸出，说明液体对容器侧壁有 向外的 ，液体对容器侧壁有压强的原 因是液体具有流动性． 做一做：如 图２所示，将一个 六个面都用橡皮 膜组成的密闭立 方体放进盛水的 玻璃杯中，同学们能观察到什么现象？ 填一填：（１）我们看到六个面上原本平平的 橡皮膜都向里凹进，这说明液体内部也存在 ．最上面的橡皮膜向下凹进，说明它受 到水 的压强；最下面的橡皮膜向上凹 进，说明它受到水 的压强；两边的橡皮 膜向右、向左凹进，说明它受到水向右、向左的 压强．这说明液体内部不仅有压强，而且向 都有压强． （２）最上面的橡皮膜凹进程度最小，四周的 凹进程度相同，但要比上面的大些；下面的橡皮 膜凹进程度最大．橡皮膜凹陷程度越大，说明它 受到的 越大．所以图２还能说明液体内 部的压强随 增加而增大．在液体内部 的同一深度，向各个方向的压强都 ． 做一做：将图２中的橡皮膜密闭立方体放入 盐水中的相同深度处，橡皮膜的凹陷程度与在 水中相比有什么变化？ 填一填：液体内部压强的大小还跟液体的 密度有关．在同一深度，密度越大，液体的压强 ． 二、液体压强的大小 推一推：如图３所示，要计算 液体在深度为 ｈ处的压强，可在 液体中取底面积为 Ｓ、高为 ｈ的 一圆柱形液柱为研究对象，当液 体静止时，这个液柱也处于静止 状态，所以液柱底面所受的竖直向上的压力 Ｆ 一定与此液柱所受重力Ｇ相等，即Ｆ＝Ｇ，因此 有ｐＳ＝ρＳｈｇ，可得ｐ＝ρｇｈ． 填一填：从公式中看出：液体的压强只与液 体的 和 有关，而与液体的质 量、体积、重力、容器的底面积及容器形状等均 无关． 三、与液体压强相关的应用实例 填一填：上端开口、底部互相连通的容器叫 做 ．当它里面装的液体不流动时，各部 分中的液面高度是 的． 看一看：如图４所示，茶壶、锅炉水位计、乳 牛自动喂水器、船闸等都应用了连通器原理． 空气的“力量” 一、大气压强 议一议：液体受重力作用且具有流动性，因 而对浸入其中的物体有压强．地球周围被厚厚 的空气层包围着，这层空气又叫大气层．大气是 否受重力？大气是否具有流动性？大气对浸入其 中的物体是否也有压强？ 填一填：空气和液体一样，内部各个方向也 都存在压强，这种压强称为 ，简称 ． 二、大气压强的测量 想一想：１６５４年，在德国马德堡市的广场上 曾经做过一个著名的马德堡半球实验．人们把 两个铜制空心半球合在一起，抽去里面的空气， 用两支马队（每支８匹）向相反的方向拉两个半 球，才将半球拉开，并发出了巨大的响声．我们 知道是大气压将半球紧紧地压在了一起，那么 大气压到底有多大呢？ 做一做：在长约１ｍ、一端封闭的玻璃管里 灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中， 放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就 不再下降，这时管内外水银面的高度差约为 ７６０ｍｍ．将管子稍微倾斜，继续测管内外水银 面的竖直高度差，仍为７６０ｍｍ． 填一填：实验中玻璃管内水银面的上方是 ，管外水银面的上方是 ，因此， 是 支持管内这段水银柱不会落下，大 气压的数值等于这段水银柱产生的 ． 这个实验最早是由意大利科学家 做 的，测得的标准大气压ｐ０为 Ｐａ．测量大 气压的仪器叫做 ． 三、大气压强与人类生活 填一填：大气压强的大小不是一成不变的， 其大小与海拔高度有关．在海平面附近，大气压 强约为１个标准大气压，离海平面越高的地方， 空气越 ，那里的大气压强越 ． 大气压还与天气有关，一般来说，晴天的大气压 比阴天高，冬天的大气压比夏天高． 流体压强与流速的关系 一、探究流体压强与流速的关系 做一做：如图５所示，将事 先折好的两只小船，放入水盆 内，然后用注射器向船中间的 水域喷水，两船如何运动？ 填一填：大量实验表明，流体在流速大的地 方压 强 ，在 流 速 小 的 地 方 压 强 ． 二、流体压强与流速关系的应用 填一填：如图６所示，飞 机机翼上表面弯曲，下表面 比较平．飞机前进时，机翼上 方气流速度较 ，它对机翼上表面的压 强较 ；机翼下方气流速度较 ， 它对机翼下表面的压强较 ．这样上、下 表面存在着 ，因而有 ，这就是 产生升力的原因． 【即学即练】 １．如图７所示，将压强计 的金属盒放在水中某一深度 处，Ｕ形管两侧液面出现高度 差．下列操作会使高度差增 大的是 （　　） ①仅向烧杯中加些水； ②仅将金属盒水平移动； ③仅改变金属盒面的朝向； ④仅在水中加入食盐，食盐溶解后． Ａ．①③ Ｂ．①④ Ｃ．②③ Ｄ．②④ ２．相信大家都有过这样的经历：步行在雨 中，我们会打一把伞，一阵大风吹来，雨伞会被 向上吸起来．这是因为伞上方的空气流速 伞下方的空气流速，从而使伞上方的 空气压强 伞下方的空气压强．（选填 “大于”“小于”或“等于”） ３．我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工 程，三峡大坝的正常蓄水位为１７５ｍ，则离水面 距离为３０ｍ、面积为１００ｃｍ２的大坝表面受到水 的压力为 Ｎ．（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） 书 一、选择题 １．乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛，要让 飞机获得升力，机翼横截面的形状应设计成 （　　） ２．如图１所示，小明将ａ、ｂ两张纸悬挂起来， 把两只吹风机分别置于纸的外侧．当吹风机同时 竖直向下吹风时，会发生的现象是 （　　） Ａ．ａ、ｂ的下部同时向左侧飘动 Ｂ．ａ、ｂ的下部同时向右侧飘动 Ｃ．ａ、ｂ的下部同时向中间靠拢 Ｄ．ａ的下部向左侧飘动，ｂ的下部向右侧飘动 ３．压强知识在生产生活中有着广泛的应用．下列事例中说法正确的 是 （　　） Ａ．按压抽水器的压水泵时，桶内水面上方的气压小于大气压，水从 出水口“流”出 Ｂ．压紧手机支架的吸盘，利用磁极间的相互作用力使吸盘“吸”在汽 车挡风玻璃上 Ｃ．抽油烟机是利用流体中流速大的位置压强小的原理将油烟“抽” 出厨房的 Ｄ．风帽在自然风推动下快速旋转时，其内部空气流速变大，压强变 大，将室内气体“抽”出室外 ４．如图２所示，水平放置的“Ｈ”形容器，右侧装有 植物油，左侧可能装有水或酒精，中间用一个可以无摩 擦移动的活塞密封，活塞处于静止状态，已知 ρ水 ＞ ρ植物油 ＞ρ酒精．则下列说法中正确的是 （　　） ①左侧可能装有酒精； ②左侧可能装有水； ③若想让活塞向右侧移动，可以在ａ处水平吹气； ④若想让活塞向右侧移动，可以在ｂ处水平吹气． Ａ．①④ Ｂ．②④ Ｃ．①③ Ｄ．②③ 二、填空题 ５．近年来智能扫地机器人受到大家的青睐，其工作时是通过电机转 动 （选填“加快”或“降低”）机器内部气流速度，使内部压强 （选填“小于”或“大于”）外界大气压强，从而将杂物“吸入”达 到清扫的目的． ６．小东同学寒假随父母坐高铁出游，他发现两列疾驰的高铁交会时， 车身会稍微向两列高铁的 （选填“内侧”或“外侧”）倾斜，这是 因为两列高铁内侧的空气流速 （选填“大”或“小”），压强小                                      ． 书 一、选择题 １．下列不是利用大气压的是 （　　） Ａ．瓶吞鸡蛋 Ｂ．拔火罐 Ｃ．注射器将药液注入肌肉 Ｄ．覆杯实验中纸片托住杯中的水 ２．如图１所示是某同学自制的气压计，他将气压计 由一楼拿到六楼时，细玻璃管中液面会升高，下列说法正 确的是 （　　） Ａ．细玻璃管越粗，水柱高度变化越明显 Ｂ．利用自制气压计可以精确测量大气压的数值 Ｃ．细玻璃管中液面升高，说明大气压随高度的增加 而变大 Ｄ．用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时，瓶中的水不能装满 ３．关于如图２所示的托里拆利实验，下列说法正 确的是 （　　） Ａ．玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长 Ｂ．若继续向水银槽内加水银，玻璃管内水银面将 不变 Ｃ．若玻璃管上端有少量气体，水银柱高度差将大 于７６０ｍｍ Ｄ．将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会上升 ４．如图３所示是“天气预报瓶”的创意新品，Ａ为玻 璃管，与大气相通，Ｂ为密闭的玻璃球，Ａ与Ｂ下部相通， 内装红墨水．下列说法正确的是 （　　） Ａ．这个产品利用了连通器的原理 Ｂ．Ａ管与Ｂ球中液面相平时，Ｂ球内气压等于外界大 气压 Ｃ．晴天的气压比阴雨天的高，晴天时 Ａ管液面高于 阴雨天 Ｄ．将天气预报瓶由地面拿到高山，Ａ管液面逐渐下降 二、填空题 ５．我国南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说：“瓶存二窍，以水 实之，倒泻；闭一则水不下．”瓶上有两个小孔，闭住一个，水就流不出来， 主要是由于 的作用． ６．自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按几下，笔胆里气体压强 （选填“变大”“变小”或“不变”），在 的作用下，墨水被 “吸”到笔胆里去了；抽水机也是利用 来工作的． ７．生活中常用吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在 （选填“平整”或“不平整”）的墙面上，以防止漏气．若吸盘的横 截面积为２×１０－３ｍ２，外界大气压为１×１０５Ｐａ，则排尽空气后的吸盘受到 的大气压力为 Ｎ，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直 向上的 力． 三、实验探究题 ８．如图４所示，小明利用身边的小吸盘、弹簧测力计等做如下实验． （１）如图甲所示，小明将两个小吸盘按压在一起，吸盘就紧紧地吸在 了一起，该实验证实了 的存在． （２）由此他利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案，如图乙 所示： ①用刻度尺测出吸盘的 ，算出吸盘与塑料板的接触面 积Ｓ约为５ｃｍ２； ②将吸盘沾上水，紧紧按压在光滑的塑料板上； ③用弹簧测力计钩着挂钩竖直向上拉，当吸盘脱离塑料板的瞬间记 录弹簧测力计的示数为Ｆ＝４６Ｎ； ④算出此时大气压ｐ＝ Ｐａ；在进行评估时，小明发现，测得 的大气压与标准大气压存在较大差异．你认为导致这种结果的原因是                                                   ． !" !!"# # "$"% $ ! % "& &'(#) * # !" ! !"#$% ! &' ()* +,-./012 3 45/06789:;1 !"#$%#&'$&() <5=>6?@AB;1 *"#$+#&'$&,) +',-./01 +',.234567890: ;<=>?@AB >CDEFG HIJKLMANOPQ!"#$%&'()(*R+S TUVPD,-./0- ! 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! !""# !$% &'% &%% $% % & # $ $ %"() 书 １．如图１所示，将底面积 为１００ｃｍ２的圆柱形薄壁容器 放在０．６ｍ２的水平实验台上， 中间用厚度不计的轻质隔板 平均分成左右两部分，隔板下 部有一面积为２ｃｍ２的圆孔用 薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压 强不同时其形状发生改变．现分别向容器的左、 右两侧缓慢加入水和某种液体，当橡皮膜正好相 平时停止加入．用刻度尺测出此时左侧水面到圆 孔橡皮膜中心的距离为ｈ１＝６ｃｍ，左侧水面到容 器底部的距离为ｈ２ ＝１６ｃｍ，右侧液面到容器底 部的距离为ｈ３ ＝１８ｃｍ，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ．下列说法 正确的是 （　　） Ａ．容器内水受到的重力是１６Ｎ Ｂ．右侧液体的密度是０．８９×１０３ｋｇ／ｍ３ Ｃ．右侧液体对橡皮膜的压力是０．１２Ｎ Ｄ．右侧液体对薄壁容器底的压强是１．６６× １０３Ｐａ ２．某实验小组用如图２所示的实验装置来测 量液体的密度．将一个带有阀门的三通Ｕ形管倒 置在两个装有液体的容器中，用抽气机对Ｕ形管 向外抽气，再关闭阀门Ｋ，已知左边液体的密度为 ρ１，左右两边液柱高度分别为 ｈ１、ｈ２，则下列说法 正确的是 （　　） Ａ．右边液体的密度ρ２ ＝ρ１ ｈ１ ｈ２ Ｂ．右边液体的密度ρ２ ＝ρ１ ｈ２ ｈ１ Ｃ．实验中必须将Ｕ形管内抽成真空 Ｄ．若将Ｕ形管倾斜，左右两边液柱高度差不 会改变 ３．如图３所示，一下半部分为圆柱形的玻璃 瓶，深度为２０ｃｍ，内封闭有质量为０．３ｋｇ的水． 将玻璃瓶正放在水平面上时，水对玻璃瓶底部的 压强为９００Ｐａ；将玻璃瓶倒放在水平面上时，水 对玻璃瓶盖的压强为１４００Ｐａ．若该玻璃瓶内装 满密度为０．８×１０３ｋｇ／ｍ３的酒精，则酒精的质量 为 ｋｇ．（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） 书 ３０期３、４版参考答案 压力的作用效果 １．Ｃ　２．Ａ　３．Ｄ　４．Ｃ　５．Ｄ ６．Ｂ　７．Ｃ　８．Ｃ　９．Ａ　１０．Ｂ １１．地面　②　地面 １２．发生形变　变大　变大 １３．不变　变大　不变 １４．３　竖直向下　２００ １５．２×１０３　２×１０３ １６．（１）２×１０３ （２）４×１０３ （３）①乙　②０．１７ｍ １７．（１）海绵的凹陷程度　转换 （２）越小 （３）甲和丙　越大　Ｄ （４）相同 １８．（１）不能　柱体的形状不同，未控制变量 （２）形状相同的柱体，当其压力与受力面积的 比值相同时 （３）正方体（或圆柱体）　６　１５ （４）沙面下陷程度　单位受力面积 １９．解：（１）垫片对地面的压强 ｐ１ ＝ Ｆ１ Ｓ１ ＝ １５Ｎ １×１０－３ｍ２ ＝１．５×１０４Ｐａ （２）嫌疑人站立时对地面的压强 ｐ２ ＝ｐ１ ＝１．５×１０ ４Ｐａ 由ｐ＝ＦＳ可得，嫌疑人站立时对地面的压力 Ｆ２ ＝ｐ２Ｓ２＝１．５×１０ ４Ｐａ×０．０４ｍ２ ＝６００Ｎ 因嫌疑人站在水平地面上，则嫌疑人的重力 Ｇ＝Ｆ２ ＝６００Ｎ ! !"#$% !"#&' " ()*+,-./0123!456 * + , - "#$% & ' ( ) ! . &. () ! / 789:; <=>?@A !! BC 书 【参考答案】 （１）上表面空气流速大、压强小，下表面 空气流速小、压强大，形成一个向上的压力差 　弹簧测力计的示数差 （２）８．５ （３）在机翼长度和宽度都相同时，机翼厚 度越大，产生的升力越大 （４）Ｃ * &'(" % & % . ! . <=>?@A !! BC ! DE FGH % . % & ! & % ' .% () ! ' ! & ) * ! ' +, ( '& -. %01 ) %01 ) %0. ) /. 0123 + , 24 5123 - 63 & 63 . ! $ ) * ! 2 . 7. ) * 8 9 ! 3 & . ' ! 4 ) * 8 9 ! 1 . .