9.2 液体压强 9.3 跨学科实践： 船闸（举一反三讲义）物理教科版八年级下册

本讲义聚焦液体压强核心知识点，系统梳理液体压强特点（各方向有压强、随深度和密度增大）、大小计算（p=ρgh）、连通器原理及船闸应用，形成从实验探究到公式推导再到跨学科实践的完整学习支架。 资料突出科学探究（如压强计实验设计与变式）和科学思维（控制变量法、公式模型建构），结合船闸工程实例渗透科学态度，课中辅助教师引导学生深化物理观念，课后通过方法技巧总结与巩固训练助力学生查漏补缺。

第2节 液体压强 第3节 跨学科实践 船闸 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：液体压强的特点 2 知识点2：液体压强的大小 7 知识点3：连通器原理 10 知识点4：船闸 12 【方法技巧】 15 方法技巧1. 计算液体产生的压力 15 方法技巧 2. 液体对容器底部的压力和液体自身重力的关系 16 【巩固训练】 17 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：液体压强的特点 1． 认识压强计 如图所示是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强，放在液体里的橡皮膜就会发生形变，U 形管左右两侧的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。 2. 探究液体压强的特点 猜想与假设 ①液体内部的压强可能与液体的深度有关。 ②液体内部的压强可能与液体的密度有关。 设计实验 （1）转换法：通过压强计中U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 （2）控制变量法 进行实验 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。 同种液体内部的压强随深度增加而增大。 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。 实验结论 1.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 2.同种液体内部的压强随深度的增加而增大 3.液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强越大 【典例1】如图所示，在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．用手按压金属盒橡皮膜，U形管两液面产生明显高度差，说明装置漏气 B．将金属盒放入水中的不同深度，是为了探究液体压强与液体密度的关系 C．将金属盒分别放入水中和盐水中的同一深度，可以探究液体压强与深度的关系 D．为了让U形管中两液面的高度差更明显，可以将烧杯中换成密度更大的液体 【答案】D 【详解】A．用手按压金属盒橡皮膜，U形管两液面产生明显高度差，即变化灵敏，说明当前的装置气密性良好，不漏气，故A错误； B．将金属盒放入水中的不同深度，液体的密度相同，金属盒所处的深度不同，因此探究的是液体压强与深度的关系，故B错误； C．将金属盒分别放入水中和盐水中的同一深度，此时金属盒所处的深度相同，液体的密度不同，因此探究液体压强与液体密度的关系，故C错误； D．将烧杯中换成密度更大的液体，当深度相同时，根据可知，产生的液体压强越大，U形管液面的高度差越大，故D正确。 故选D。 【变式1】如图所示是研究液体内部压强与深度的关系的实验，当橡皮膜盒浸入水中的深度增加时，液体压强计U形管中液面的变化情况是（   ） A．左、右侧液面均升高，液面的高度差减小 B．左侧液面降低，右侧液面升高，液面的高度差变大 C．左、右侧液面均降低，液面的高度差不变 D．左侧液面升高、右侧液面降低，液面的高度差变小 【答案】B 【详解】液体内部压强的特点是：液体内部向各个方向都有压强，同种液体，压强随液体深度的增加而增大。当橡皮膜盒浸入水中的深度增加时，根据上述规律，橡皮膜受到水的压强增大。这种增大的压强会通过压强计传递到U形管中的液体，导致U形管右侧液面升高，左侧液面降低，从而使液面的高度差变大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2】小明做探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。      (1)实验中通过观察U形管左右 反映出液体压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面不发生变化，说明该装置 ； (2)对比甲、乙两图所示实验，可得出结论：液体内部的压强随 的增大而增大； (3)在探究液体内部压强与液体密度的关系时，同组的小华认为两烧杯中液面必须相平，你 此观点（选填“赞同”还是“不赞同”）； (4)小红利用图丙装置比较液体密度：在左侧加入适量的水，在隔板右侧倒入待测液体，直到两侧液面相平，橡皮膜向左侧凸起，则待测液体密度ρ液 ρ水。（选填“>”“<”或“=”） 【答案】(1) 液面高度差 气密性差或装置漏气 (2)深度 (3)不赞同 (4)> 【详解】（1）[1]实验中液体的压强越大，U形管两侧液面高度差越大，故实验中通过观察U形管左右液面高度差反映出液体压强大小。 [2]若实验装置气密性较好，则手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，U形管两侧液面高度会发生变化，若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面不发生变化，说明该装置漏气或气密性差。 （2）由甲、乙两图可知，液体的密度相同，探头在液体中的深度越大，U形管两侧液面高度差越大，故可得出结论：液体内部的压强随深度的增大而增大。 （3）探究液体内部压强与液体密度的关系时，应控制探头在液体中的深度不变，即只需控制探头到液面的深度相同，而不必使两烧杯中的液面必须相平，因此不赞同小华的观点。 （4）两侧液面相平，橡皮膜向左侧凸起，说明左侧液体在橡皮膜处产生的压强小，右侧液体在橡皮膜处产生的压强大，而橡皮膜所在的深度相同，由可知。 【变式3】在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底（其中B、C、D三个粗细相同），在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，如图所示向A、B、C瓶中装入水，D瓶中装入盐水。 (1)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量 （选填“有关”或“无关”）； (2)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的 有关； (3)为了探究液体压强与液体密度的关系，要通过比较 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有关； (4)实验后，该同学自制如图E装置继续探究，已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器 （选填“底部”或“侧壁”）有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜恢复原状，如图F所示，则此液体密度 （选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度。 【答案】(1)无关 (2)深度 (3)C、D (4) 侧壁 小于 【详解】（1）实验通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小，通过A、B比较可见，A号瓶子中液体的质量大于B号瓶子中液体的支路，但二者橡皮膜鼓起的程度相同，说明液体的压强与质量无关。 （2）由图B和C可知，C中水的深度较大，橡皮膜鼓起的程度较大，说明液体的压强与深度有关。 （3）探究液体的压强与液体的密度是否有关，利用控制变量法，控制装的液体深度相同，液体种类不同，由于盐水的密度大于水的密度，则D瓶子橡皮膜鼓起的程度大，要通过比较C、D两个瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有关。 （4）[1]由图E可知，向隔板左侧倒水，橡皮膜向右侧凸起，说明液体对容器的侧壁有压强。 [2]在图F中，水对橡皮膜有向右的压强，右侧液体对橡皮膜有向左的压强，橡皮膜恢复原状，不再凸起，说明橡皮膜左右两侧压强相等，则有ρ水gh水=ρ液gh液 因为h液>h水 所以ρ液<ρ水 知识点2：液体压强的大小 1． 液体压强的大小 橡皮膜没有凹凸时，上下方所受力大小相等： 而水柱对橡皮膜的压力大小等于水柱重力： 由此可知，在深度为h处水产生的压强： 液体压强公式 的理解和应用 P——液体在任一深度的压强 （Pa) ρ——液体的密度 (kg/m3) g——重力常数 9.8N/kg h——深度：液体内部某一位置到上面自由液面的竖直距离 (m) 正确理解液体的深度h：从自由界面到内部某一位置的竖直高度。 【典例2】如图，一个平底杯子放置在水平桌上，其底面积为20cm²，杯中装有质量为500g的水，水面到杯底距离为18cm。则水对杯底的压力为 N；水对杯底的压强为 Pa。  （杯子的厚度忽略不计，g=10N/kg， ρ水 【答案】 3.6 1800 【详解】[1][2]根据题意可知，杯底到水面的深度为18cm，故水对杯底的压强 水对杯底的压力大小 【变式1】如图小梦在潜水时到达a、b、c、d四处，其中受到水的压强最小的位置是（   ） A．a B．b C．c D．d 【答案】A 【详解】根据公式可知，当液体密度相同时，液体深度越小，液体压强越小，从图中可知，a位置的深度最小，则受到水的压强最小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2】将装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示。两次放置时，水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB，水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB，则（　　） A．pA＞pB；FA＞FB B．pA＜pB；FA＝FB C．pA＝pB；FA＞FB D．pA＝pB；FA＜FB 【答案】C 【详解】两次放置装满水且密闭的矿泉水瓶，水的深度相同，根据可知，两次放置时，水对瓶底和瓶盖的压强pA=pB。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，一部分水压的是瓶子的侧壁，瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力，因此水对瓶底和瓶盖的压力分别为FAFB。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式3】如图所示，一重为2N的薄壁容器中装有质量为600g的水，容器的底面积为40cm2，水对容器底部的压力为 N，容器对桌面的压强为 Pa。 【答案】 4 2000 【详解】[1]水对容器底部的压力为 故水对容器底部的压力为。 [2]容器对桌面的中总压力为 则容器对桌面的中压强为 故容器对桌面的中压强为。 知识点3：连通器原理 1．连通器概念 连通器：上端开口、下端相连通的容器 2. 连通器原理： 由于水不流动，所以液片是静止不动的，液片受到的左右两管中水对它的压力二力平衡，由二力平衡条件可得： F1 = F2 P1S = P2S ρ1gh1 = ρ2gh2 因为是同种液体，所以ρ1= ρ2 h1 = h2 连通器原理：连通器里的同种液体不流动时，各容器中液面总保持相平。 3．连通器原理应用 连通器的应用 【典例3】连通器在日常生活有着广泛的应用。如图所示的事例中是利用连通器原理的是（    ） A．排水管的“反水弯” B．注射器吸取药液 C．微小压强计 D．拦河大坝 【答案】A 【详解】A．排水管的“反水弯”符合上端开口下端连通的特点，属于连通器，可以形成水封防止异味进入室内，故A符合题意； B．注射器吸取药液是利用大气压来工作的，不符合上端开口下端连通的特点，不是连通器原理，故B不符合题意； C．微小压强计一端开口，一端是封闭的，不是连通器，故C不符合题意； D．拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大，与连通器原理无关，故D不符合题意。 故选A。 【变式1】将一根透明塑料软管弯成U形，将有色液体注入管中，如图提升B端，观察到两端中的液面 （填“A端高”“B端高”或“相平”），这是利用了 原理。 【答案】 相平 连通器 【详解】[1][2]将一根透明塑料软管弯成U形，上端开口，底部连通，就构成了一个连通器，根据连通器原理可知，将有色液体注入管中，如图提升B端，观察到两端中的液面相平。 【变式2】生活处处有物理。拦河大坝做成上窄下宽的形状的原因是：同种液体内部的压强随深度的增加而 ；如图为乳牛自动喂水器的部分示意图，其采用多槽位设计，利用 原理，确保每头乳牛都能获得充足的水源。 【答案】 增大 连通器 【详解】[1]根据液体压强特点可知，同种液体内部的压强随深度的增加而增大。 [2]乳牛自动喂水器的几个槽位上端开口，下部连通，构成连通器，所以乳牛自动喂水器利用了连通器原理。 【变式3】如图所示，自带吸管的玻璃杯可以看作是一个 ，两点处于同一水平面上，杯中盛有一种密度均匀的饮料，当饮料静止时，图中A点的液体压强 B点的液体压强（选填“大于”“等于”或“小于”）；若往杯中再加入些同种饮料，但不小心装满后溢了少许出来，当不再溢出后，A点的液体压强 B点的液体压强（选填“等于”或“不等于”）。 【答案】 连通器 等于 等于 【详解】[1]自带吸管的玻璃杯上端开口、底部连通，可以看作是一个连通器。 [2]当杯中饮料静止时，由图知道，A点的深度等于B点的深度，由可知，A点的液体压强等于B点的液体压强。 [3]若往杯中再加入些同种饮料，但不小心装满后溢了少许出来，当不再溢出后，根据连通器的特点可知，此时两个液面是相平的，A点的深度仍等于B点的深度，由可知，A点的液体压强等于B点的液体压强。 知识点4：船闸 1． 船闸的工作原理 阀门 A 打开，B 关闭。闸室和下游水道构成了一个连通器，水从下游流向闸室。闸室水面与下游相平时，下游闸门打开，船驶入闸室。 A B 关闭阀门 A 和下游闸门，打开阀门 B，闸室和上游水道构成了一个连通器，水从上游流向闸室。 A B 闸室中水面与上游相平时，打开上游闸门，船驶往上游。 【典例4】船只通过大坝需要利用船闸，现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸，如图所示，则船只通过船闸的顺序为（    ）． A．甲丙乙丁 B．丙甲丁乙 C．丙甲乙丁 D．甲乙丙丁 【答案】C 【详解】船通过船闸时，船闸内外构成连通器，船闸内外的水位应相同，先是上游与闸室构成连通器，再是下游与闸室构成连通器，因船从上游往下游行驶通过船闸，所以水位应逐渐降低，故正确的顺序应为丙甲乙丁，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1】如图所示，是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用 原理来工作的。当阀门A打开，阀门B关闭，水从闸室流向下游。当闸室中的水面与下游水面 时，下游闸门打开，船驶入下游。 【答案】 连通器 相平 【详解】[1]船闸是利用连通器的原理制成的，图中，阀门A打开，阀门B关闭，闸室内的水和下游水构成一个连通器，据其特点可知，水面要保持相平，所以水会从闸室流向下游。 [2]当它的水面与下游相平时，下游闸门打开，船驶入下游。 【变式2】如图，船闸是利用 原理工作的，此时闸门左右两侧的压强差过大，此时需先关闭阀门B，再打开右侧阀门A，当闸室内的水面与上游水位 时，轮船通过闸门，就可以顺利开进上游了。 【答案】 连通器 相平 【详解】[1]船闸是上端开口，下端连通的装置，故船闸是利用连通器的原理来工作的。 [2]当船从下游驶向上游，船进入闸室后，关闭阀门B，打开阀门A，此时上游与闸室组成连通器，上游的水通过阀门A流向闸室，当闸室内的水面与上游水位相平时，打开上游闸门，船就可以顺利开进上游。 【变式3】船闸是克服河流上建坝（或天然）形成的水位差的一种过船建筑物。三峡船闸是世界上最大的船闸，共有5个闸室组成。如图所示是单闸室船闸的工作示意图，它工作时是利用 的原理，在图中所示的时刻，如果关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B，会使 的水位发生变化，直至和 的水位持平，关闭阀门B，打开闸门 ，船只驶出闸室。 【答案】 连通器 闸室 下游 D 【详解】[1]船闸的工作原理是连通器，其结构满足“上端开口、底部相连通”的特点，液体静止时各部分液面高度相平。 [2]关闭上游闸门C和阀门A，打开阀门B后，闸室与下游通过阀门B连通，构成连通器，因此闸室的水位会发生变化。 [3]根据连通器原理，液体静止时各容器液面高度相平，所以闸室水位会与下游水位持平。 [4]当闸室与下游水位持平后，关闭阀门B，打开闸门D，船只即可驶出闸室。 【方法技巧】 方法技巧1. 计算液体产生的压力 举例：如图所示，容器内装有5.6kg的水，容器的底面积为80cm2，（g=10N/kg）求： (1)水对容器底的压强。 (2)水对容器底的压力。 (1)先计算容器底部受到水的压强大小: (2)然后计算水对容器底部的压力： 容器的底面积为 由压强公式可得，水对容器底的压力 方法技巧 2. 液体对容器底部的压力和液体自身重力的关系 液体对容器底部的压强： 液体对容器底部的压力： 液体对容器底部的压强： 液体对容器底部的压力： 液体对容器底部的压强： 液体对容器底部的压力： 方法技巧总结： 【巩固训练】 1．小明利用如图所示的装置，探究液体压强与深度的关系。下列操作可行的是（　　） A．向水里加盐 B．改变金属盒的朝向 C．将金属盒沿竖直方向移动 D．将金属盒和烧杯一同向上移动 【答案】C 【详解】A．在水中加入食盐，金属盒在液体中的深度不变，液体的密度变大，由可知，金属盒受到的液体压强变大，探究液体压强与液体密度的关系，故A不符合题意； B．保持深度不变，改变金属盒的橡皮膜朝向，液体的密度不变，深度不变，由可知，金属盒受到的液体压强不变，探究同种液体同一深度各个方向液体压强大小的关系，故B不符合题意； C．将金属盒沿竖直方向移动，液体的密度不变，深度改变，由可知，金属盒受到的液体压强改变，探究液体压强与深度的关系，故C符合题意； D．将金属盒和烧杯一同向上移动，液体的密度不变，金属盒在液体中的深度不变，由可知，金属盒受到的液体压强不变，不能探究液体压强与深度的关系，故D不符合题意。 故选C。 2．如图所示各容器中装入一定量的水后放在同一水平桌面上，其中A、B、C、D点等高。这四个点所受到的液体压强分别为、、、，则（　　） A．最大 B．最大 C．最大 D．最大 【答案】D 【详解】液体压强公式中，h为深度，深度是指研究点到自由液面间的竖直距离，据图可知，D点处自由液面最高，D点所处的深度最深，液体都是水，密度相同，根据可知，D点的压强最大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3. 三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽，轮船需要经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举，船闸利用了连通器的原理，下列如图所示的工具或设备中没有利用连通器原理的是（　　） A．甲图：锅炉水位计 B．乙图：微小压强计 C．丙图：乳牛自动喂水器 D．丁图：过路涵洞 【答案】B 【详解】A．连通器是指上端开口、底部连通的容器，其特点是：当连通器内装有同一种液体且液体静止时，各容器中的液面总保持相平。 锅炉水位计的上端与锅炉的蒸汽空间相通，下端与锅炉的水空间相通，形成了一个连通器。故A不符合题意； B．微小压强计由U形管和金属盒组成，金属盒的橡皮膜受到液体压强时会发生形变，导致U形管两侧液面出现高度差。其工作原理是通过液面高度差反映压强大小，但U形管与金属盒相连的一端是封闭的，另一端开口，不满足连通器“上端开口”的条件。因此，微小压强计未利用连通器原理。故B符合题意； C．乳牛自动喂水器由一个储水槽和一个饮水槽组成，两者通过底部管道连通，形成连通器。当饮水槽中的水位下降时，储水槽中的水会自动流入饮水槽，保持水位稳定。故C不符合题意； D．过路涵洞是修建在道路下方的管道，两端与外界连通，允许水流通过。当涵洞两端水位不同时，水会通过涵洞流动。涵洞的设计符合连通器原理。故D不符合题意。 故选B。 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，顶部到底部的高度，侧壁上有一开口弯管，弯管内的水面高度；水的密度为，g取10N/kg。下列选项中正确的是（   ） A．水对容器顶部的压强为200Pa B．水对容器底部的压力为6N C．容器对桌面的压力为9N D．水对容器底部的压强为600Pa 【答案】A 【详解】A．水对容器顶部的压强为 故A正确；     BD．水对容器底部的压强为 水对容器底部的压力为 故BD错误； C．容器对桌面的压力为 故C错误。 故选A。 5. 如图所示，甲、乙两容器的质量均为、底面积均为，内装有两种不同液体，两容器底部受到的液体压强均为，液体质量分别为和，且。下列说法正确的是（   ） A．两容器底部受到的液体压力关系为 B．甲、乙液体的密度关系为 C．两容器对水平桌面的压力关系为 D．两容器对水平桌面的压强关系为 【答案】C 【详解】A．两容器的底面积均为S，两容器底部受到的液体压强均为p，根据可知，两容器底部受到的液体压力关系为，故A错误； B．两容器底部受到的液体压强均为p，由图可知甲液体的深度大于乙液体的深度，根据可知，两液体的密度关系为，故B错误； CD．甲、乙两容器的质量均为m0，液体质量分别为 m甲和m乙，且，放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力，由可知，甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力，即；两容器的底面积相等，根据可知，两容器对水平桌面的压强关系为；故C正确，D错误。 故选C。 6. 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．容器对桌面的压力 B．容器对桌面的压强 C．液体对容器底部的压强 D．液体对容器底部的压力 【答案】D 【详解】A．容器对桌面的压力等于容器与液体的总重力，三者容器质量相同、液体质量相同，总重力相同，因此压力，故A错误； B．容器底面积相同，根据，压力相同时，则压强相同，即，故B错误； C．由图可知液体体积，液体质量相同，根据得密度；液体深度相同，根据得压强，故C错误； D．容器底面积相同，根据，压强，因此压力，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，桌面上茶壶的壶嘴和壶身构成了一个 ，在茶水不流动时，各管脚中的水面总是 。 【答案】 连通器 相平 【详解】[1][2]连通器指上端开口不连通，下部连通的容器，图中的茶壶的壶嘴和壶身就构成了连通器；因为容器中同一种液体同一水平面上的压强总是相等的，所以当壶里面的水不流动时，壶嘴的水面和壶身的水面总保持相平。 8. 如图所示，在两支同样的试管里分别装有不同液体A和B，若按图中方式放置时，A、B两液面等高，液体对试管底部的压强pA小于pB，则液体的密度ρA ρB，液体质量mA mB。（均选填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】 小于 小于 【详解】[1][2]A、B两液面等高，则，液体对试管底部的压强，根据公式可知，液体的密度。两支试管相同，则A、B两液体的体积，根据公式可知，液体质量。 9. 当我国“蛟龙号”载人潜水器到达7000m深的海底世界，海水对“蛟龙号”外壳的压强约 Pa；潜水器的一个面积为300cm2观测孔受到海水的压力约为 N。（取ρ海水=1×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】 7×107 2.1×106 【详解】[1]根据液体压强公式p=ρgh，将数值代入公式可得 p=ρgh =1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa [2]先将观测孔面积 300cm2换算为平方米，300cm2=300×10⁻4m2=0.03m2 再根据压力公式F=pS，代入可得F= pS =7×107Pa×0.03m2=2.1×106N 10. 如图所示，三峡水利枢纽工程举世闻名，上下游水位差可达到113m。为了让船只通行，设计了图示的船闸。已知水对阀门A左、右侧的压力分别为、，则根据图示情景，比较、的大小 。打开上游闸门B，此时上游和闸室形成一个 。船只从上游驶入闸室，船只进入闸室后，想驶入下游，正确的操作步骤顺序是 。 ①打开阀门A　　②关闭阀门B　　③船只通过 【答案】 小于 连通器 ②①③ 【详解】[1]阀门A左侧水的深度小于右侧水的深度，且水的密度相同，所以左侧水的压强小于右侧水的压强。又因为压力F=pSA，则左侧的压力小于右侧的压力。 [2]连通器是上端开口、底部相连通的容器。当打开上游闸门B时，上游和闸室上端开口，底部相连通，符合连通器的特点，此时上游和闸室形成一个连通器。 [3]船只从上游驶入闸室后，想驶入下游，首先要关闭阀门B，防止上游的水继续流入；然后打开阀门A，使闸室和下游构成连通器，闸室内的水会流向下游，当闸室和下游水位相平时，船只就可以通过，所以正确顺序是②①③。 11. 物理学家帕斯卡在一个装满水的密闭木桶上插入一根细长的管子，他站在阳台上向管子灌了几杯水，就把结实的木桶撑破了。这个实验说明液体压强与 （选填“液体深度”或“液体重力”）有关，与容器的形状 （选填“有关”或“无关”），若实验时液面到桶底的竖直高度为5m，则桶底受到水的压强为 Pa。，g＝10N/kg） 【答案】 液体深度 无关 【详解】[1][2]由于是一根细管，所以灌了几杯水后，细管中水的深度增加的很多，根据液体压强的特点可知，液体压强随着深度的增加而增大，所以这一实验表明液体压强与液体深度有关，与容器的形状无关。 [3]根据公式可知，桶底受到水的压强为 12. 一个未装满水的密闭容器，容器的重力是G1，水的重力G2。正立在水平桌面上时如图甲所示，水对容器底的压力F G2，此时容器对桌面的压强为p1。将其倒立，如图乙所示，容器对桌面的压强为p2，则p1 p2（两空均选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 大于 小于 【详解】[1]将一个未装满水的密闭容器，正立在水平桌面上时，水对容器底的压强为，则水对容器底的压力，因为容器上窄下宽，则F大于水的重力G2。 [2]无论容器是倒立还是正立，容器对桌面的压力都等于容器的重力G1加上水的重力G2，因为S1大于S2，所以p1小于p2。 13. 如图所示，相同的容器甲和乙中装有体积相等的不同种液体，测得a、c点所受液体压强相等，则液体的密度 ；a、b两点的压强 （均选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 小于 大于 【详解】[1]a、c点所受液体压强相等，a点所处深度较小，根据可知乙液体密度较大，即液体的密度小于。 [2]a、b两点的深度相等，液体的密度小于，根据可知a、b两点的压强大于。 14．小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图甲所示。 (1)U形管与探头连接时，阀门K应处于 （选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 (2)比较图乙与 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ；比较图丁和图戊，还可初步得出液体的压强还与 有关。 (3)小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数。 【答案】(1) 打开 不漏气 (2) 丙 相等 液体密度 (3)小 【详解】（1）[1]U形管与探头连接时，需打开阀门K，使U形管与探头内部的密闭空间连通，这样才能让U形管内的液面通过连通的空间自动调整至相平状态 [2]组装完成后轻压探头橡皮膜，U形管内液面出现明显高度差且保持稳定，说明装置的密闭性良好，因此装置不漏气。 （2）[1]探究液体压强与深度的关系，需控制液体密度、探头方向相同，改变深度；乙与丙图中液体均为水、探头方向相同，深度不同，符合控制变量要求。 [2]丙与丁图中液体密度、深度相同，探头方向不同，但U形管液面高度差相同，说明同一深度液体向各个方向的压强相等。 [3]丁与戊图中探头深度、方向相同，液体分别为水和盐水（密度不同），液面高度差不同，说明液体压强与液体密度有关。 （3）根据液体压强公式，当探头处压强较小时，换用密度更小的液体，U形管液面高度差会更大，便于读数。 15．一个平底薄壁水杯的质量为440g，底面积为，放在水平桌面上。水杯中装有260g水，水深为8cm。求：（水的密度，g取10N/kg） (1)水对杯底的压强是多大？ (2)水对杯底的压力是多大？ (3)水杯对水平桌面的压力是多大？ (4)水杯对水平桌面的压强是多大？ 【答案】(1)800Pa (2)2.24N (3)7.0N (4) 【详解】（1）水的密度为，g取，水深为8cm，即0.08m，水对杯底的压强 （2）已知水对杯底的压强为800Pa，水杯底面积为，根据压强公式，可得 （3）水杯质量为440g，水的质量为260g，则总质量 总重力 因此 （4）水杯对桌面的压力为，底面积，代入压强计算公式，可得水杯对水平桌面的压强 16．如图所示，这是家庭厨房中常见的洗菜水槽，水槽出水口下方连接排水管，水槽中水深为，出水口有一重为、上表面积为的橡胶塞子。橡胶塞子上系有细绳，且刚好嵌入出水口，橡胶塞子与出水口间的摩擦忽略不计。（水的密度为取）求： (1)水对橡胶塞子的压强； (2)水对橡胶塞子的压力； (3)用手拉细绳一端，提起橡胶塞子至少需要的拉力的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水深h为 0.10 m，水的密度为 1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg，则水对橡胶塞子的压强p=ρgh=1.0×10³ kg/m³×10 N/kg×0.10 m=1000 Pa （2）橡胶塞子上表面积S为 80 cm²，则水对橡胶塞子的压力F=pS=1000 Pa×80×10⁻⁴ m²=8 N （3）橡胶塞子的重力G为 0.5 N，则要提起橡胶塞子时，需克服它的重力和水的压力之和，因此最小拉力为T=F+G=8 N+0.5 N=8.5 N 17．如图所示，完全相同的轻质圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上，分别盛有2千克的水和酒精。（） (1)求A容器中水的体积。 (2)在容器A中注入水，使两容器中液面相平，此时水对容器A底部的压强增加了196帕。 （a）求酒精对容器B底部的压强。 （b）容器A对地面的压强。 【答案】(1) (2)784Pa，980Pa 【详解】（1）根据密度公式可知容器中水的体积 （2）（a）在容器A中注入水，使两容器中液面相平，此时水对容器A底部的压强增加了196Pa，注水高度为 根据题意可知，2千克的水和酒精的高度差为0.02m，根据密度公式及体积公式有 解方程可得S=0.025m2 酒精的高度 酒精对容器B底部的压强p酒精=ρ酒精gh′=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=784Pa （b）所注水质量m′=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×0.025m2×0.02m=0.5kg 容器A对地面的压力F=G=(m+m′)g=(2kg+0.5kg)×9.8N/kg=24.5N 容器A对地面的压强 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第2节 液体压强 第3节跨学科实践 船闸 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 .2 知识点1：液体压强的特点 2 知识点2：液体压强的大小 .7 知识点3：连通器原理… .10 知识点4：船闸. ...12 【方法技巧】… …15 方法技巧1.计算液体产生的压力 .15 方法技巧2.液体对容器底部的压力和液体自身重力的关系.16 【巩固训练】 17 1/19 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【思维导图】 认识压强计 实验探究液体压强的特点：实验方法：控制变量法转化法 实验结论： 液体压强的特点 1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 2同种液体内部的压强防深度的增加而增大 3.液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强越大 公式：p=2gh以及推导过程 h的理解：自由液面到内部某一位置的竖直高度 液体压强 液体压强公式 三种情况压力与重力的大小此较 FS Sh>V液 Sh-V液 Sh<V F>G液 F=G液 F<G液 连通器的概念：上部开口，下部相连通的容器 连通器原理 连通器的原理：当连通器中同种液体不流动的时候，各容器中的液面总是相平的。 连通器的应用：荟壶，锅炉水位计，涵洞等 【知识梳理】 知识点1：液体压强的特点 1.认识压强计 如图所示是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存 在压强，放在液体里的橡皮膜就会发生形变，U形管左右两侧的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。 橡皮管U形管 橡皮膜 探头 2. 探究液体压强的特点 2/19 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 ①液体内部的压强可能与液体的深度有关。 猜想与假设 ②液体内部的压强可能与液体的密度有关。 (1)转换法：通过压强计中U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 设计实验 (2)控制变量法 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。 水 同种液体内部的压强随深度增加而 增大。 进行实验 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。 精 1.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 2.同种液体内部的压强随深度的增加而增大 实验结论 3.液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强 越大 【典例1】如图所示，在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中，下列说法正确的是() A.用手按压金属盒橡皮膜，U形管两液面产生明显高度差，说明装置漏气 B.将金属盒放入水中的不同深度，是为了探究液体压强与液体密度的关系 C.将金属盒分别放入水中和盐水中的同一深度，可以探究液体压强与深度的关系 3/19 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 D.为了让U形管中两液面的高度差更明显，可以将烧杯中换成密度更大的液体 【变式1】如图所示是研究液体内部压强与深度的关系的实验，当橡皮膜盒浸入水中的深度增加时，液体 压强计U形管中液面的变化情况是() A.左、右侧液面均升高，液面的高度差减小 B.左侧液面降低，右侧液面升高，液面的高度差变大 C.左、右侧液面均降低，液面的高度差不变 D.左侧液面升高、右侧液面降低，液面的高度差变小 【变式2】小明做探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。 ① 隔板 ③ ② 橡皮膜 水④ 丙 (1)实验中通过观察U形管左右_反映出液体压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形 管中液面不发生变化，说明该装置一： (2)对比甲、乙两图所示实验，可得出结论：液体内部的压强随_的增大而增大： (3)在探究液体内部压强与液体密度的关系时，同组的小华认为两烧杯中液面必须相平，你此观点（选 填“赞同”还是“不赞同”)； (4)小红利用图丙装置比较液体密度：在左侧加入适量的水，在隔板右侧倒入待测液体，直到两侧液面相平， 橡皮膜向左侧凸起，则待测液体密度p液p水。（选填“>”“<”或“=”） 4/19 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 【变式3】在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底 (其中B、C、D三个粗细相同)，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，如图所示向A、B、C瓶中装入水，D瓶 中装入盐水。 隔板 隔板 盐 橡皮膜 橡皮膜 水 水 水 水 A D (1)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量一（选填“有关”或“无 关”) (2)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的有关： (3)为了探究液体压强与液体密度的关系，要通过比较两个瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论是：液 体压强与液体的密度有关： (4)实验后，该同学自制如图E装置继续探究，已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向 右侧凸起，这说明液体对容器一（选填“底部”或“侧壁”）有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体， 当加到一定程度时，橡皮膜恢复原状，如图F所示，则此液体密度一（选填“大于”“等于”或“小 于”)水的密度。 知识点2：液体压强的大小 1.液体压强的大小 水 玻璃管内外液而相平 橡 时，橡皮膜没有凹凸。 皮膜没有凹凸时， pS=F水柱 上下方所受力大小相等： 而水柱对橡皮膜的压力大小等于水柱重力： F水柱=G水柱 5/19 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 由此可知，在深度为h处水产生的压 FGpVDShg-pgh 强： SSS S S 液体压强公式p=pgh的理解和应用 P一一液体在任一深度的压强(Pa) p一一液体的密度 (kg/m) g一一重力常数 9.8N/kg h一一深度：液体内部某一位置到上面自由液面的竖直距离(m) 温馨提家 正确理解液体的深度h:从自由界面到内部某一位置的竖直高度。 【典例2】如图，一个平底杯子放置在水平桌上，其底面积为20cm2,杯中装有质量为500g的水，水面到 杯底距离为18cm。则水对杯底的压力为_N:水对杯底的压强为Pa。(杯子的厚度忽略不 =1.0×103kg/m3) 计，g=10N/kg,p水 【变式1】如图小梦在潜水时到达a、b、c、d四处，其中受到水的压强最小的位置是() 6/19 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 水面 湖底 A.a B.b C.c D.d 【变式2】将装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示。两次放置时， 水对瓶底和瓶盖的压强分别为P4和P,水对瓶底和瓶盖的压力分别为F4和Fa,则() A.P4>PB:F>FB B.pa<pB;F=FB C.pa=pB:Fa>FB D.Pa=pB:F<F8 【变式3】如图所示，一重为2N的薄壁容器中装有质量为600g的水，容器的底面积为40cm2,水对容器底 部的压力为一N,容器对桌面的压强为_Pa。 4cm 10cm 知识点3：连通器原理 1.连通器概念 连通器：上端开口、下端相连通的容器 2.连通器原理： 7/19 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 F1B F2 由于水不流动，所以液片是静止不动的，液片受到的左右两管中水对它的压力二力平衡，由二力平衡条件 可得： F1=F2 PiS P2S pighi=p2gh2 因为是同种液体，所以p=p2 h=h2 连通器原理：连通器里的同种液体不流动时，各容器中液面总保持相平。 3.连通器原理应用 连通器 的应用 (a)茶壶的壶 (b)锅炉与其外 (c)水封 嘴与壶体组成 面的水位计组成 连通器 连通器 【典例3】连通器在日常生活有着广泛的应用。如图所示的事例中是利用连通器原理的是() 排水管的“反水弯”B. 注射器吸取药液 微小压强计 拦河大坝 8/19 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 【变式1】将一根透明塑料软管弯成U形，将有色液体注入管中，如图提升B端，观察到两端中的液面 (填“A端高”“B端高”或“相平”)，这是利用了_原理。 B 【变式2】生活处处有物理。拦河大坝做成上窄下宽的形状的原因是：同种液体内部的压强随深度的增加 而一：如图为乳牛自动喂水器的部分示意图，其采用多槽位设计，利用_原理，确保每头乳牛都能获得 充足的水源。 乳牛自动喂水器 【变式3】如图所示，自带吸管的玻璃杯可以看作是一个一，AB两点处于同一水平面上，杯中盛有一 种密度均匀的饮料，当饮料静止时，图中A点的液体压强B点的液体压强（选填“大于”“等于”或 “小于”)；若往杯中再加入些同种饮料，但不小心装满后溢了少许出来，当不再溢出后，A点的液体压 强B点的液体压强（选填“等于”或“不等于”）。 吸管 知识点4：船闸 1.船闸的工作原理 9/19 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 下游闸门上游闸门 阀门A打开，B关闭。闸室和下 闸室 游水道构成了一个连通器，水从下游流 向闸室。闸室水面与下游相平时，下游 闸门打开，船驶入闸室。 阀门A 阀门B 关闭阀门A和下游闸门，打开阀 门B,闸室和上游水道构成了一个连通 器，水从上游流向闸室。 A B 闸室中水面与上游相平时，打开上 游闻门，船驶往上游。 A B 【典例4】船只通过大坝需要利用船闸，现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸，如图所示，则船只通过 船闸的顺序为()· A.甲丙乙丁 B.丙甲丁乙 C.丙甲乙丁 D.甲乙丙丁 【变式1】如图所示，是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用_原理来工作的。当阀门A打开，阀门B 关闭，水从闸室流向下游。当闸室中的水面与下游水面时，下游闸门打开，船驶入下游。 10/19