第二节 液体压强（教学课件）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

第八章 压强 第二节 液体压强 2025 八年级上册（北师大（北京）2024） 目录 壹 学习目标 肆 课堂练习 贰 课堂引入 叁 探究新知 陆 课后作业 伍 课堂总结 学习目标 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。 课堂引入 第1节 力 炎热的夏天，水上乐园是我们最喜欢去的地方之一。当我们的上半身浸入水中，我们为什么会感觉呼吸有点困难？当我们的身体浸入水中越深，为什么我们呼吸会越困难呢？ ‌ 三峡大坝是我国的大型水利工程，是世界上最大的水利枢纽工程之一‌。三峡大坝主要由拦河大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。为什么三峡大坝修建时，要下宽上窄呢？ 本节课我们一起来探讨其中的奥秘。 知识点1 液体压强的特点 1.现象探究：液体的压强 实验1：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相平。观察加入水前后橡皮膜的变化情况。 加水前， 橡皮膜平直 加水后， 橡皮膜向下凸出 结论：液体具有 ，对支撑它的底部有压强. 重力 探究新知 知识点1 液体压强的特点 实验2：有一个玻璃圆筒，侧壁有开口，且扎有橡皮膜。观察导入水后，橡皮膜的变化情况。 加水前， 橡皮膜平直 加水后， 橡皮膜向外凸出 结论：液体具有 ，对阻碍它流动的侧壁有压强. 流动性 探究新知 知识点1 液体压强的特点 探究归纳 （1）液体由于受到重力，因此对它支撑的容器底部有压强； （2）液体具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强； （3）液体由于流动性在内部相互挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 （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。 （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。 2.U型管压强计 微小压强计 (液体压强测量仪器) 橡皮管 橡皮膜 U形管 探头 探究新知 知识点1 液体压强的特点 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。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 【现象观察】 如图所示，在装有红墨水的饮料瓶中钻两个小孔。 液体从小孔中喷出，容器中液面的高度逐渐下降，从容器侧壁孔中喷出的液体射得越来越近。 3.现象探究：液体内部压强的与那些因素有关 用同样的两个容器在相同的高度钻孔，分别装满水和酒精，观察到装水的瓶子，水射的更远一些。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 研究液体内部的压强 液体内部压强的大小与什么因素有关呢？ 提出问题： 猜想： （1）液体内部压强的大小可能与深度、方向有关。 （2）液体内部压强的大小可能与液体密度有关。 …… 探究新知 知识点1 液体压强的特点 利用右图所示仪器探究液体的压强。 （1）改变探头的方向，就能探究液体内部各个方向的压强； （2）改变探头的深度就能探究液体压强与深度的关系。 （3）把探头放在其他液体中，就能探究液体压强液体密度等因素的关系。 实验思路 U型管压强计 探究新知 知识点1 液体压强的特点 水 水 水 深度相同 操作1:保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。 橡皮膜的方向向上 橡皮膜的方向向前 橡皮膜的方向向下 实验过程 探究新知 知识点1 液体压强的特点 U形管压强计 液面的高度差 △h 实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。 现象分析：同一深度，各个方向压强相等。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 深度 h 探究新知 知识点1 液体压强的特点 高度差 Δh1 高度差Δh2 高度差Δh3 h2 h3 h1 深度h 实验现象：探头在水中越深，U型管中两侧液面高度差越大。 现象分析：同种液体，深度越大，液体内部压强越大。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对的方向相同，观察并记录U形管液面的高度差。 实验现象：在水中，U型管左右两侧的液面比酒精中两侧液面高度差更大。 现象分析：在深度相同时，液体的密度越大，液体内部的压强越大。 水 酒精 深度h不变 h 高度差Δh酒精 高度差Δh水 探究新知 知识点1 液体压强的特点 【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。 探究新知 知识点1 液体压强的特点 ①探究中用到的方法： （a）转换法： 通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。 （b）控制变量法： 探究液体内部的压强与方向的关系；探究液体内部压强与深度的关系；探究液体内部压强与液体密度的关系。 ②U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。 交流与反思 探究新知 知识点1 液体压强的特点 取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。 可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。 ③探究液体的压强与液体质量的关系 结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量无关，而与液体深度有关，深度越大，压强越大。 交流与反思 探究新知 知识点1 液体压强的特点 视频讲解——《探究液体内部的压强》 探究新知 知识点1 液体压强的特点 水坝上窄下宽 “蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米。 输液时，要把药液提高一定高度 以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。 4.与压强相关现象的应用 探究新知 知识点1 液体压强的特点 潜水员在不同的深度使用不同的潜水服 液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服比浅海潜水要更耐压，更厚重些。 恒压潜水服：工作 深度可达660m 身穿泳衣在浅水区潜水 下潜深度达几十米以上，需要穿潜水服 探究新知 知识点1 液体压强的特点 【典例1】为了探究“影响液体内部压强大小的因素”，甲、乙两个实验小组分别采用如图所示装置，其中甲装置形管内装有已染色的水，乙装置隔板两侧装有不同液体，实验装置经测试均可以正常使用。下列说法正确的是（   ） C 探究新知 知识点1 液体压强的特点 A．实验过程中，甲、乙都是通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小 B．甲图中改变橡皮膜朝向，形管两侧液面高度差改变 C．甲图中仅将金属盒下移，U形管两侧液面高度差增大 D．乙图中右侧液体一定比左侧液体密度大 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。如图所示： F=G=mg=ρVg = ρgSh p= F S = ρgSh S = ρgh m=ρV=ρSh 这个液柱体的体积： 这个液柱的质量: V=sh 平面s受到的压强： 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。 S h 这个液柱的质量: 探究新知 知识点2 液体压强的大小 2. 三点透析液体压强公式 P=ρgh 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 （1）应用公式：，各个量都应用用国际单位，如下表： 探究新知 知识点2 液体压强的特点 （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。 20cm 50cm A A点的深度为_____cm 30 深度h A 深度h 探究新知 知识点2 液体压强的特点 指出下图B、C、D三点的深度 40cm 40cm 20cm 50cm 50cm 40cm B点的深度为_____cm 40 B C D C点的深度为_____cm 50 D点的深度为_____cm 40 探究新知 知识点2 液体压强的特点 （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。 探究新知 知识点2 液体压强的特点 【典例2】如图所示，容器中装有水，其中h1=1m，h2=0.2m，h3=0.2m。则容器内A、B两点的压强之比为（　　） A．1∶5 B．1∶4 C．1∶1 D．4∶1 由图可知，A点的深度为hA=h2=0.2m B点的深度为hB=h1-h2=1m-0.2m=0.8m 容器内A、B两点的压强之比为 探究新知 知识点2 液体压强的特点 B 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。 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） F压=G液 模型1 探究新知 知识点2 液体压强的特点 F压＜G液 模型2 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） 探究新知 知识点2 液体压强的特点 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） F压＞G液 模型3 探究新知 知识点2 液体压强的特点 【典例3】如图所示，三个底面积相同、形状不同的容器，装入质量相同的水，但都没有装满。三个容器的底部所受水的压强最大的是 ，所受水的压力最小的是 。（均选填“甲”“乙”或“丙”） [1]容器中装有的液体密度相等，由图可知，三个容器中水的深度h乙>h甲>h丙，由公式p=ρgh可知，乙容器底部受到的压强最大，丙容器底受到的压强最小。 [2]三个容器底面积相同，丙容器底受到的压强最小，由F=pS可知，丙容器底压力最小。 乙 探究新知 知识点2 液体压强的特点 丙 知识点3：连通器 知识点3 连通器 赢家是谁呢？你猜对了吗？这是为什么呢？ 观察与思考 甲 乙 如果两名同学分别往下图甲乙两壶中加水。 思考谁能把谁装满？ 探究新知 知识点3 连通器 思考：下图中各图片，它们在结构上有什么相同点？ 1. 定义：上端开口、下端连通的容器叫连通器。 相同点： 上端开口，下端联通 探究新知 知识点3 连通器 演示实验： 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平的。 探究新知 知识点3 连通器 3. 连通器内液面相平的原因 A B 设想在U形管连通器的底部有一“液片AB”，以该“液片”为研究对象。 该“液片”把液体分为左、右两部分，该液片要受到两边液体的压力。 探究新知 知识点3 连通器 F左 F右 液体静止，液片AB处于平衡状态 水平方向，液片 受力平衡 F左=F右 液片两侧压强 相等，即 p左=p右 得出h左=h右，液片 两侧液柱高度相等 h右 h左 ρgh左=ρgh右 探究新知 知识点3 连通器 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 探究新知 知识点3 连通器 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 探究新知 知识点3 连通器 思考：现在有一艘轮船，想要从上游去下游，可是遇见了水坝挡住了去路，你有办法帮助轮船过去吗？ 这可咋办啊？ 拓展与延伸：船闸的工作过程 探究新知 知识点3 连通器 ①船闸的基本构造 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 探究新知 知识点3 连通器 ②船闸的工作过程 当轮船从下游驶向上游时，A阀门打开，闸室与下游构成一连通器，闸室里的水位下降，最后与下游水面相平。 闸室 下游 上游 轮船驶入方向 下游 上游 此时A闸门打开，船只驶入闸室。 探究新知 知识点3 连通器 上游闸门B 上游阀门B 船只驶入闸室后，下游A阀门、A闸门关闭。上游B阀门打开，此时闸室与上游构成一连通器，闸室里水位升高，最后与上游水面相平。 此时上游闸门B打开，轮船就可以直接驶向上游了。 下游闸门A 下游阀门A 轮船驶入方向 探究新知 知识点3 连通器 探究新知 知识点3 连通器 　　三峡大坝的双线五级船闸，它全长6.4公里，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度，规模举世无双，是世界上最大的船闸。 ③三峡船闸 五级船闸示意图 探究新知 知识点3 连通器 【视频欣赏：游戏讲解三峡大坝】 探究新知 知识点3 连通器 【典例4】如图所示的连通器，液体不流动时，A、B、C、D四个管内的液面相平．下列做法中，液面静止时A管液面与其它管液面不相平的是（    ） 探究新知 知识点3 连通器 A．将连通器倾斜放置 B．A管内继续加入相同液体 C．A管内投入一些小金属球 D．将A管口堵住并使连通器倾斜 D 1．下列说法中不正确的是（　　） A．在同一深度，液体密度越大，压强越大 B．在同种液体内部，深度越大时，压强越大 C．由于液体有重力才产生了压强，所有在同一深度向下的压强大于向上的压强 D．在同种液体内部，同一深度，液体向各个方向的压强相等 课堂练习 C 2．如图甲所示往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水，发现橡皮膜 ，说明 、如图乙所示，往侧壁包有橡皮膜的试管中装入水，发现橡皮膜向外凸，说明__________ __________________。 课堂练习 向下凸 液体对容器的底部有压强 液体对容器的底部有压强 3． 1684年帕斯卡做了著名的裂桶实验，如图所示，他在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子，然后在楼房的阳台上往管子里灌水，结果只灌了几杯水，桶就裂开了，木桶裂开的最主要原因是（　　） A．木桶内水的密度增加了 B．木桶内水的体积增加了 C．木桶内水的深度增加了 D．木桶内水的重力增加了 课堂练习 C 4．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，水对阀门A右侧的压力 （选填“大于”“等于”或“小于”）左侧的压力；此时打开上游阀门A，关闭下游阀门B，闸室和上游水道构成 。当上游水道下降到和闸室水面相平后，打开上游闸门，轮船驶向闸室。 课堂练习 大于 连通器 5.如图所示的三个容器内都装有水，A、B、C、D各点的压强分别为pA= Pa，pB= Pa，pC= Pa，pD= Pa。（ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 课堂练习 3 000 5 000 4 000 5 000 知识总结 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后“实践与探索”练习 自主安排 配套同步分层作业 60 ENDING! 2024 Thank you for watching! 谢谢观看 $$