8.2 液体的压强 课件- 2025-2026学年沪粤版物理八年级下册

该初中物理课件围绕“液体的压强”，涵盖产生原因、特点、公式p=ρgh及连通器应用。以帕斯卡裂桶实验导入，衔接压强定义等前序知识，通过模拟实验和U形压强计探究构建学习支架。 其亮点是注重科学探究，通过模拟实验和压强计探究培养科学思维，推导公式强化物理观念，结合三峡船闸等实例渗透科学态度。学生能深化理解，教师可提升教学效率。

8.2 液体的压强 1 知识回顾 1648 年，法国物理学家帕斯卡做了一个令人惊奇的实验。他在一个装满水的密闭木桶上插入一根细长的管子，然后从楼上阳台向管子里灌水。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了(图8-2-1)。这个现象就与液体压强有关，下面我们来探究液体的压强。 图8-2-1 帕斯卡裂桶实验 新课导入 液体的压强 我们先模拟帕斯卡所做的实验，再探究其原因。 新课讲解 模拟帕斯卡裂桶实验 几杯水的重力并不大，真的会产生撑破水桶这么大的力吗? 请用如图8-2-2所示的器材来做一做。想一想：饮料瓶壁上为什么要刻些细槽? 管子应该长些还是短些? 怎样保证瓶塞与瓶口之间是密封的? 图8-2-2 实验器材 想一想：饮料瓶壁上为什么要刻些细槽? 管子应该长些还是短些? 怎样保证瓶塞与瓶口之间是密封的? 饮料瓶壁上刻有细槽，瓶壁容易破裂，便于观察实验效果； 管子应该长些，并竖直向上，效果会更明显。 用瓶塞将瓶口塞紧，并用蜡或凡士林密封。 你在实验中观察到哪些现象? 想到了哪些问题? 在实验中，当向塑料管倒入的水达到一定高度时，饮料瓶被撑破，由此可以联想到水的高度起到了重要的作用。 怎样解释帕斯卡裂桶实验呢? 液体与固体不同，它不仅对容器底部产生压强，对容器侧壁也会产生压强。 图8-2-3 中的实验直观地显示出液体压强的这个特点。 图8-2-3 液体对容的底部和侧壁都产生压强 液体内部压强的特点 为了进一步揭示液体压强的特点，需要用压强计对液体压强进行研究。 图8-2-4(a)所示为一个简易U形压强计。在U形玻璃管内盛了有颜色的液体，玻璃管的两端开口，其中一端用橡皮管连接一个开有小孔的金属盒，金属盒上蒙有一层橡皮膜。未对橡皮膜加压时，U形管两侧的液面在同一高度上。 图8-2-4 简易形压强计 图8-2-4 简易形压强计 用力压橡皮膜时，跟金属盒相连的一侧管中气体压强变大，液面就下降，另一侧液面上升。加在橡皮膜上的压强越大，U形管两侧液面的高度差就越大[图 8-2-4(b)]。 把压强计的金属盒放入水中，根据 U 形管两侧液面的高度差就可以知道橡皮膜受到水的压强的大小了。 下面我们将使用 U 形压强计来探究液体压强的大小与哪些因素有关。 探究液体压强的大小与哪些因素有关 (1)保持压强计金属盒在水中的深度不变，转动金属盒，使橡皮膜不同方向(图8-2-5)，观察并测出 U 形管两侧液面高度差，将数据填入表8-2-1中。 图8-2-5 探究液体压强的大小与哪些因素有关 (2) 改变压强计金属盒在水中的深度，观察并测出 U 形管两侧液面高度差将数据填入表 8-2-1 中。 (3) 把压强计金属盒分别放在酒精和水中同一深度，观察并测出 U 形管两侧液面高度差，将数据填入表 8-2-1 中。 表 8-2-1 数据记录表 分析实验结果，可以得出如下结论： 液体内部各个方向都有压强，并且在同一深度各个方向的压强大小相等；液体内部的压强与深度有关，深度增加，压强增大；不同液体内部的压强与液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强越大。 怎样计算液体内部压强 我们已经知道，液体内部的压强与深度、液体的密度都有关系。现在我们进一步研究静止液体内部的压强与深度、液体的密度之间的定量关系。 液体的压强是由于液体受到重力产生的。我们设想在液面下有一高度为 h 截面为 S 的液柱。计算这段液柱产生的压强，就可得到液体内部深度 h 处的压强公式。 为了帮助想象，将一段两端开口的玻璃管竖直插入密度为 ρ 的液体中，这样管中便隔离出一段圆柱形的液柱(图8-2-6)。计算这段液柱对其底面产生的压强，可进行如下推导。 液柱体积：V＝Sh。 液柱质量：m＝ρV＝ρSh。 液柱所受重力：G＝mg＝ρgSh。 液柱对其底面产生的压力：F＝ρgSh。 液柱对其底面产生的压强： p＝＝＝ρgh。 这就是静止液体内部深度 h 处的压强公式。从以上液体内部压强公式可以看出，液体内部的压强与深度和液体的密度成正比。 液体内部压强的特点在工程技术上有许多应用。例如，水对堤坝下部的压强比上部大，因此在设计堤坝时，堤坝下部应当比上部更为厚实(图8-2-7)，这样能保证堤坝坚固耐用。 连通器 如图8-2-8所示，上端开口、底部互相连通的容器，物理学上叫做连通器。若连通器内装入同种液体，当液体静止时，连通的各容器中液面总保持相平。 如图8-2-9所示，茶壶、洞、锅炉水位器等都属于连通器，可见，连通器在日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。 图8-2-9 连通器的应用 三峡船闸 长江三峡船闸修建在三峡大坝左侧的山体中，船闸主体段总长1621m。三峡大坝正常蓄水后，上、下游水位落差达 113 m。为了便于船只在上、下游之间往返，三峡船闸共设有五个闸室，将113 m的水位落差分级减少(图8-2-10)，使船只像上下楼梯般逐级过坝。 图8-2-10 五级方式的三峡船闸 图8-2-11所示是船只从上游驶往下游时，通过一个闸室的情况。 图8-2-11 船只从上游驶往下游时闸门和阀门的开闭情况 图8-2-11 船只从上游驶往下游时闸门和阀门的开闭情况 图8-2-11 船只从上游驶往下游时闸门和阀门的开闭情况 图8-2-11 船只从上游驶往下游时闸门和阀门的开闭情况 三峡船闸于1994年4月17日破土动工，历时9年建成，第一级闸室的“人”字形闸门每扇宽 20.2m、高 38.5m、厚 3m，有接近两个篮球场那么大，质量超过 850t，是名副其实的“天下第一门”。 三峡船闸上、下游水位落差和分级数都是当时世界之最，三峡船闸也是当时世界上技术最复杂的船闸。它可以通过万吨级船队，设计单向年通过能力达 5×107t. 课堂小结 1.小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如表所示： 课堂练习 根据表中的数据，请回答下列问题： (1)比较序号为____________的三组数据，可得出的结论是同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。 1、2、3 (2)比较序号为3、4、5的三组数据，可得出的结论是_______ _____________________________________________________。 (3)比较序号为_________的两组数据，可得出的结论是同一深度处，不同液体的压强与密度有关。 同种液体，同一方向，液体的压强随深度的增加而增大 5、6 2. 轮船在 12 m 深的河里航行，船底距河底 8m。则船底受到水的压强____________ Pa；若船底有一个面积 4 cm2 的小洞，用塞子堵住，塞子受水的压力为__________ N。 (水的密度 ρ＝1.0×103kg/m3，g 取10 N/kg) 4×104 16 3.(2024·广安中考)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后，小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为 600 g，底面积为 100 cm2，装入适量水后将它放在水平桌面上，测得水的深度如图所示，请你接着她的探究完成如下任务。 (ρ 水＝1.0×103kg/m3，g 取 10 N/kg) (1) 求水对茶壶底的压强； (2) 若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的 0.6 倍，则茶壶内水的质量为多少? (茶壶壁厚度不计) 1 200 Pa 1.4 kg 4.如图所示，小明在奶茶店购买了一杯没装满的纯奶茶，将其正立放置在水平桌面上当倒立放置时，下列说法正确的是( ) A.奶茶对杯底的压力不变 B.奶茶对杯底的压强变大 C.杯子对桌面的压力变大 D.杯子对桌面的压强变小 D 5.如图所示，同种液体静止时，液面的位置正确的是( ) A 43 自我评价与作业 1. 帕斯卡为什么仅用几杯水就能把木桶撑破? 由于实验中所用的管子较细，几杯水倒进去后，水柱的高度很高，由 p＝ρgh 可知，水柱越高产生的压强越大，因此水桶受到了很大的压强，所以用几杯水就把水桶撑破了。 2.潜水员进行深水作业时，为什么必须穿上特制的潜水服? 潜水员穿上潜水服潜水时，为什么还要限制潜水的深度? 液体压强随深度的增加而增大，潜水员进行深水作业时，受到的压强较大，必须穿上特制的潜水服保护自身；由于潜水服的受压能力有一定的限度，因此还要限制潜水的深度。 3.某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的特点。压强计的指针顺时针偏转的角度越大，表示压强越大。他们的研究情况如图8-2-12所示 [其中，图8-2-12(a)(b)(d)中的容器内均装满液体，且 ρ盐水＞ρ水]。 (1)图8-2-12_________可验证：当深度相同时，同种液体内部压强与容器的形状无关。 (2)图8-2-12(b)(c)可验证：液体内部压强随深度的增加而_____。 (a)(b) 增大 (3)图8-2-12(b)(d)可验证：当深度相同时，_________________ ____________________________________________________。 液体的压强与液体的密度有关，密度越大，压强越大 4.在装修房子时，工人师傅用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明软管的两端在墙面不同地方做标记 (图8-2-13)，这样做的目的是保证两个标记在________________，用到的物理知识是_______________________________ _________________________________。 同一水平线上 连通器(或连通器内装入同一种液体，液体静止时各部分中的液面总保持相平) 5.“奋斗者”号是我国研发的万米载人潜水器(图8-2-14)，2020年11月10日，它在马里亚纳海沟坐底深度达 10 909m，刷新我国载人深潜的纪录。请查阅资料，了解“奋斗者”号在水下坐底深度达 10 909m 时，海水对它产生的压强约为多大。 解：由液体压强公式 p＝ρgh 可得， p＝ρ海水gh ＝1.03 ×103kg/m3×9.8 N/kg×10 909 m ≈1.1×108Pa。 $