9.2 液体的压强 课件-2025-2026学年教科版八年级下册物理
|
11份
|
73页
|
177人阅读
|
3人下载
普通
摘要:
该初中物理课件聚焦液体压强的特点及大小计算,通过帕斯卡裂桶实验情境导入,结合知识回顾中固体压强的概念与公式,搭建新旧知识联系的学习支架,引导学生逐步深入探究。
其亮点在于以实验探究为核心,运用微小压强计(含视频演示)和控制变量法、转换法,推导液体压强公式p=ρgh,结合真实情境题(如扬州中考水位问题)培养科学探究与科学思维能力。学生能深化物理观念,教师可依托结构化资源提升教学效率。
内容正文:
U型管压强计探测器主要由U型玻璃管、橡胶软管和探头构成,玻璃管内装有红色液体,当橡皮膜受到的压强为零时,U型管两边液面相平。按压橡皮膜,U型管内液面就会产生高度差,表明橡皮膜受到压强,高度差的大小反映橡皮膜所受压强的大小。
这是一个底部蒙有橡皮膜的饮料瓶,瓶中未装水时,橡皮膜是平的,现在我向瓶中装水。这时,我们观察到橡皮膜向外突出。这表明水对瓶底有压强。
我们将这个连通器中灌上水,再将其中的一个针筒抬高再抬高。说的不对,你有没有发现即使其中的一个针筒被抬高了,但是这两个针筒中的液体停止流动时,页面的高度却总是相同的,有木有?其实这也没什么好惊讶的,只要用我们已有知识稍加推算,就可以破译连通器的谜团。让我们来设想,在两个容器连通的部分有一叶片,当容器内的液体静止时,这个叶片显然也是静止的。根据二力平衡我们可以知道这个叶片两个侧面受到的压力是相等的,压强也是相等的。根据液体的压强公式,P等于柔GH。叶片两边的都是水,所以密度肉当然是相同的。把相同的量约掉之后,我们就会发现叶片左右两边液体的深度是相等,所以页面高度必定也是相同的,即液面相平。也就是说当连通器里装的是相同的液体,液体不流动时,连同其各部分中的页面高度总是相同的。
2、在水下同一高度下转动U型管压强计探测器探头方向,观察U型管左右液面高度差。我们在深筒杯中装满水,将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下十厘米处,观察U型管左右液面高度差。保持U型管压强计探测器的位置不变,转动探头使其竖直观察U型管左右液面高度差。保持U型管压强计探测器的位置不变,再次转动探头方向水平向上观察U型管左右液面高度差。由实验可知,同一种液体,同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
3、将U型管压强计探测器放置在不同液体同一高度下,观察U型管左右液面高度差。你。我们在深筒杯中装满水,将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下。十厘米处。观察U型管左右液面高度差。我们在深筒杯中装同样多的酒精,将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下。十厘米处。观察U型管左右液面高度差。我们在深筒杯中装同样多的硫酸铜溶液,将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下十厘米处,观察U型管左右液面高度差。由实验可知,液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
第9章 压强
2 液体的压强
第1课时 液体压强的特点及大小
教科版 八年级 物理(下)
学有鸿鹄志 展翅任翱翔
1
知识回顾
情境导入
如图所示,著名物理学家帕斯卡曾经做过一个实验:他用一根长长的细管(足有三层楼高)接在一个结实的木桶上,木桶里装满水,然后将接头处封好,从三楼往细管里加水,结果只用了几杯水,水桶就被压裂了。
学有鸿鹄志 展翅任翱翔
3
探究新知
知识模块一 液体压强的特点
1. 液体内部有压强
加水后,橡皮膜向下凸出。
液体对容器的底部和侧壁有压强
加水后,橡皮膜向外凸出。
水会从洞口向侧壁喷出
喷泉的形成
喷泉中的水柱能向上喷出,说明液体内部向上也有压强。
由于液体具有流动性,液体内向各个方向都有压强
水
酒精
2. 液体压强的特点
它的大小与哪些因素有关呢?液体压强的特点又是怎样的呢?
实验探究
【实验思路】
可以用右图所示的实验装置探究液体的压强。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。
液体内部的压强与哪些因素有关
U形管
橡皮管
橡皮膜
探头
原理:当探头上的橡皮膜不受外力作用时,U形管两侧液面等高;当橡皮膜受到压强时,U形管两边的液面出现高度差,压强越大,液面的高度差也越大。
高度差Δh
点击图片观看视频
微小压强计
作用:测量液体内部的压强。
转换法
(1)控制探头在水中的深度不变,改变探头的朝向。
现象:U形管两边液面的高度差不变。
液体内部压强与方向无关
点击画面观看视频
【实验过程】
(2)保持探头的朝向不变,改变探头在水中的深度。
现象:U形管两边液面的高度差变大。
液体内部压强随深度的增加而增大
点击画面观看视频
(3)将水换成盐水,控制探头的朝向、深度不变。
现象:U形管两边液面的高度差不一样。
液体内部的压强跟液体的密度有关
点击画面观看视频
实验次数 探头深度/cm 橡皮膜方向 U形管液面高度差/mm
水 盐水
1 5 朝侧面
2 5 朝下
3 5 朝上
4 10 朝下
5 15
朝下
4.6
5.5
4.6
5.5
4.6
5.5
9.0
10.8
13.4
16.1
(1)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小_______;
(2)同种液体内部的压强随深度的增加而___________;
(3)在液体的深度相等时,液体的密度越大,液体所产生的压强__________。
实验结论:
相等
增大
越大
实验探究
(2)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化____(选填“大”或“小”)。
【实验反思】
(1)实验研究方法:_____________________。
控制变量法和转换法
小
知识模块二 液体压强的大小
对微小压强计来说,探头上的橡皮膜的凹凸程度反映了液体压强的大小。据此,我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插人水中,来定量研究液体压强的大小。
液体内部的压强有多大
将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中,橡皮膜受到水对它向上的压强,所以上凸.
F水柱
h
F向上
缓慢地向玻璃管内倒水,直到橡皮膜恢复原状,观察到管内水的液面与容器内水的液面相平.
实验探究
这样计算压力很巧妙,物理学中有许多量是通过这种间接测量得到的!
如图所示,向玻璃管中注入水,观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时,观察玻璃管内水的高度,你会发现什么?
橡皮膜没有凹凸时,杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力 F水柱平衡。
F水柱
h
F向上
设水的密度是 ρ,玻璃管的内截面积是 S,橡皮膜距水面的深度是 h。
而 F向上=pS,F水柱=
mg = ρShg
F水柱
h
F向上
即 F向上 = F水柱
则在深度为 h 处水产生的压强
P===
帕斯卡在 1648 年验证了液体产生的压强与深度成正比的结论。后来,科学家进一步研究得出液体内深度为 h 处的压强。
P:液体压强(单位: Pa )
p = ρgh
ρ:液体的密度(单位:kg/m3)
g 通常取 9.8 N/kg
h:液体的深度(单位:m)
(1)h—深度:从该点到自由液面的竖直距离
p = ρgh
(2)使用时单位要统一
(3)只适于静止液体产生的压强
(4)液体压强的大小取决于液体密度和深度的大小,与液体质量(重力)、容器底面积、容器形状等无关。
公式与 p=ρgh 的区别与联系
压强公式 液体压强公式p=ρgh
区别 适用范围 所有情况下压强的计算 计算液体压强(液体静止时)
决定因素 压力大小、受力面积 液体密度、深度
联系 液体压强公式 p=ρgh 是通过公式并结合液体的特点推导出来的
不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们谁说的对呢?
23
课堂小结
液体的压强
1.液体内部压强产生的原因
2.液体内部压强的特点
3.液体内部压强计算公式:p=ρgh
①液体内部向各个地方都有压强
②同种液体在同一深度,向各个方向的压强相等
③深度越深,压强越大
④液体内部的压强跟液体的密度有关
1. 在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们
根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度
有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:_____________
_____________________________。
潜入水中越深,
胸部受压越明显(合理即可)
随堂检测
25
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。
实验前,应观察 形管两侧液面是否______。
相平
26
(3)下表是同学们利用微小压强计探究液体内部压强时的
几组数据:(盐水对应的部分实验图未给出)
实验
次数 探头深
度/ 橡皮膜方向 形管液面高度差/
水 盐水
1 5 朝侧面 4.9 5.4
2 5 朝下 4.9 5.4
3 5 朝上 4.9 5.4
4 10 朝下 9.7 10.8
5 15 朝下 14.6 16.2
27
根据表中的数据,请回答下列问题:
①比较实验次数为1、2、3的三组数据,可得出结论:在液
体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度,向各
个方向的压强大小______。
相等
②比较实验次数为_________的三组数据,可得出结论:同
种液体深度越深,压强______。
③分析表中数据还可得出结论:在同一深度,液体的______
越大,压强越大。
、4、5
越大
密度
28
(4)为使形管两侧液面高度差更明显,可将 形管中的液
体换成密度______(选填“更大”或“更小”)的液体。
更小
29
2. 粗玻璃管两端开口处,箍着相同的橡皮膜,且绷紧程度相
同,将此装置置于水中,下列四幅图能正确反映橡皮膜凹凸
情况的是( )
B
A. B. C. D.
30
3. 如图是某拦河大坝的截面示
意图,则点受到水的压强是
取 ( )
B
A. B.
C. D.
31
4. [扬州中考] 今年 月份,扬州地区降雨偏少,
固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位
尺上 点较去年同期( )
C
A. 深度不变 B. 深度变大 C. 压强变小 D. 压强不变
32
5. 小延学习了液体压强知识后,猜想液体内部某点的压强跟该点到容器
底的距离有关。他利用微小压强计(橡胶管体积不计)、水、符合实验
要求的烧杯等相同的两套器材进行对比验证,如图所示,下列分析正确
的是( )
观察微小压强计 形管两侧液面高
度差,可知水内部探头所在、两处
的压强
B. 实验证明小延的猜想是正确的
C. 把甲烧杯中的探头上移 或把乙烧杯中的探头下移 进行实验,
能验证小延的猜想
D. 从甲烧杯中抽出深的水或向乙烧杯中加入 深的水进行实验,
能验证小延的猜想
D
33
6. 如图甲所示,用挡水
板组成的一道简易防洪堤,可以降
低水流速度,避免重要设施被水淹
没。图乙是某挡水板尺寸参数,若
变小
水满了,水对挡水板底部的压力为_________(结果保留两
位小数) 。当水位降低时,挡水板底部所受水的压强大小
______(选填“变大”“变小”或“不变”)。取 ,
34
7.如图所示,甲、乙两个质量、底面
积都相等的容器,底面的粗糙程度相
同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面
上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器
底的压力分别为、,则___;用沿水平方向的力 、
分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且
容器未倾斜,则___。(均选填“ ”“”或“ ”)
35
【解析】甲、乙容器内装有同种
液体,且两容器内液体的液面相
平,根据 可知,容器底
部受到液体的压强 ,由
题意知甲、乙容器的底面积相同,根据 可知,甲容器
底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的压力,即
;由图知甲容器内液体的体积大于乙容器内液体的体
36
积,由 可知甲容
器内液体重力大于乙容器内液体
重力,甲、乙两容器的质量相等,
重力也相等,结合 可得,
甲容器对桌面的压力大于乙容器
对桌面的压力,由于接触面的粗
糙程度相同,所以甲容器所受桌
面的摩擦力大于乙容器所受桌面
的摩擦力,由于两容器均做匀速
直线运动,所以受到的推力等于
滑动摩擦力,故 。
8. 甲、乙两种液体的压
强随深度变化的图像如图所示,则
乙液体可能是表格中的____
(选填液体种类);当液体压强相
同时,甲、乙两液体的密度之比为
水
牛奶
_____;若丙液体的压强与深度关系图线在甲、乙之间,则
丙液体可能是______。取
39
液体种类 水银 煤油 牛奶 水
液体密度/ 13.6 0.8 1.1 1.0
40
【解析】由图可知,当甲、乙液体
的压强都为 时,甲液体的
深度为,乙液体的深度为 ,
由 可知,甲液体的密度
,
41
乙液体的密度
,
则乙液体可能是水,甲、乙两液体的密度之比
若丙液体的压强与深度关系图线在甲、乙之间,则丙液体的密度大于,小于 ,查表
知丙液体可能是牛奶。
$这是一个侧面蒙有橡皮膜的瓶子,当瓶中无水时,橡皮膜是平的,现在我向瓶中灌水。这时,我们观察到橡皮膜向外突出。这表明水对容器的侧壁有压强。
联通器。我们把上端开口下端连通的容器叫做连通器,将有色液体倒入连通器中。连通器里的液面相平,继续倒入液体,液面保持相平不变。将连通器倾斜,页面依然保持相平,所以连通器装有相同液体,液体不流动时,各部分液面高度相同。继续倒入油观察,发现页面不相平,这说明连通器装有不同液体时,液面不一定相平。
null第9章 压强
2 液体的压强
第2课时 连通器
教科版 八年级 物理(下)
1
情境导入
他们的的构造有什么相同的地方?
装有液体后,各容器中的液面高度有什么特点?
如图,甲是装水的茶壶,乙是乳牛自动喂水器。
2
探究新知
知识模块 连通器
上端开口、下端相连通的容器叫做连通器。
1. 连通器的定义
连通器中液面的特点
如图,把两个注射器筒拔去活塞,用胶管连接,做成一个连通器,在连通器中加入水,观察两个筒里水面的高度。
保持一个筒不动,
使另一个筒升高、下降或倾斜,待水面静止时观察两个筒中的水面高度。
演示实验
2. 连通器的特点
连通器里的同一种均匀液体不流动时,各开口处的液面高度总是相同的。
点击图片播放
前提——同一种液体
条件——液体静止(不流动)
现象——液面相平
3. 连通器的原理
点击图片播放
液体静止
液片处于平衡状态
液片两侧所受压力 F1=F2
液片两侧所受压强 p1=p2
两管液柱h1=h2
两管液面高度相同
P=
h=
4. 连通器的应用
下图中的几种装置,是连通器在我们生活中的常见应用,你能说出它们的道理吗?
(a) 茶壶的壶嘴与壶体组成连通器
(c) 水封
(b) 锅炉与其外面的水位计组成连通器
(a) 茶壶的壶嘴与壶体组成连通器
(c) 水封
(b) 锅炉与其外面的水位计组成连通器
a. 壶嘴太高,不方便倒水;壶嘴太低,则壶身装不满水。
b. 能从水位计的玻璃管中了解锅炉内的水位。
c. 可以储存一定量的水,阻止下水道中的异味进入室内。
两水槽构成连通器,水位不相平时水就能流动,使右边水槽中始终有水。
你还能举出哪些在日常生活中应用连通器的实例?
水塔与自来水管组成连通器
锅炉与外面的水位计组成连通器
水塔是如何给周围建筑供水的?
在打开水龙头的时候,形成了连通器的结构,水要上升到和水塔中的水一样高,因此可以不断地流出来。
设计水塔有什么要求?
水塔要比周围的建筑高。
“裂球”实验
帕斯卡曾做过一个实验:他在一个装满水的密闭木桶上插了一根细长、坚固的管子,向细管子里灌水,结果只加了几杯水,就产生了很大的压强,竟把木桶压裂了。
请你和同学一起用细胶管和气球来模拟帕斯卡的裂桶实验,看用多少水能把气球胀破,并估算气球能承受的最大压强。
课堂小结
连通器
定义
上端开口、下端相连通的容器
特点
同一种均匀液体不流动时,各开口处的液面高度总是相平的
应用
茶壶、排水管的U形“反水弯”、锅炉水位计、道路中的涵洞等
1. 连通器在日常生活和生产中有着广泛应用,下列不是
利用连通器原理工作的是( )
C
A. 茶壶
B. 锅炉水位计
C. 微小压强计
D. 下水道的弯管
随堂检测
15
2. 如图所示,公路两侧的甲、
乙两条水渠由路面下的倾斜涵
洞相连,两渠水面相平。下列
B
A. 涵洞两侧的水可以任意流动
B. 由于两渠水面相平,涵洞中的水不流动
C. 由于水向低处流,涵洞中的水从甲向乙流动
D. 由于乙侧涵洞口在水下位置较深,压强较大,涵洞中的
水由乙流向甲
关于涵洞中水流方向说法正确的是( )
16
3. 如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支
竖管中液面相平,下列说法正确的是( )
A
A. 点处向上的压强等于向下的压强
B. 管液柱最长, 点处压强最大
C. 管液体体积最大, 点处压强最大
D. 4支管中液体的密度不相同
17
4. 在学校游泳馆中,教练要求学生潜入水底捡取训
练用具(如图所示)。关于学生在水下下潜时的情况,下列
说法正确的是( )
C
A. 学生耳朵感受到的压强与在水面时相同
B. 水对学生身体各部位的压强在各个方向都相等
C. 水对学生头顶的压强大于对脚底的压强
D. 学生耳朵感受到的压强与深度无关
18
5. 小明将一个质量为 的平底薄壁水桶(如图所示)放在
水平地面上,已知该水桶的底面积为 ,桶内装有
深的水,水对桶底的压力比桶对地面的压力小,
取, ,下列判断中正确的是
( )
C
A. 水对桶底的压强为
B. 水对桶底的压力为
C. 桶对地面的压力为
D. 桶内水的质量为
19
6. 如图所示, 形管一侧盛有
煤油,另一侧盛有水 ,阀门
关闭时,液面相平,此时该装置______
(选填“是”或“不是”)连通器,煤油和水
对管壁____(选填“有”或“没有”)压强。
当把阀门打开时,将会发现液体________
___(选填“向左流动”“不流动”或“向右流
动”)。
不是
有
向右流动
20
7.如图,一圆柱形薄桶(桶的质量和厚
度忽略不计)放在水平地面上,高度足够
高,底面积为 ,内部装水的高度
为,水对桶底的压强是_______ 。
2 000
10
现将一体积为 的球放入水中浸没,已知球的密度
为水的密度的4倍,则放入球后,水的深度增加量为____ ;
水对桶底的压力与桶对地面的压力之比为_____。
取,
21
(第10题)
【解析】水对桶底的压强
入水中浸没,此时水的深度增加量
。桶内水的
。球的体积
,将球放
22
体积
,由 可知,水的质量
;
根据题意可知,球的密度
,
(第10题)
由 可知,球的质量
;
桶的质量和厚度忽略不计,则放入球后的总质量
,
球和水的总重力
(第10题)
,
则桶对地面的压力 ;放
入球后水的深度
,
水对桶底的压强
(第10题)
由 可知,水对桶底的压力
,
所以,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比 。
(第10题)
8. 如图所示,置于水平桌面
上的平底容器,底面积为 ,未
装水时的重力为 ,容器盛水后水的
深度为 ,容器对水平桌面的压强
为。(已知水的密度,
取 ,不计容器壁的厚度)求:
27
(1)容器内水的质量。
【解】盛水后容器对水平桌面的压强
因为容器对桌面的压力等于容器和水的重力之和,即
,所以水的重力
,水的质
量 。
,容器对桌面的压力 ,
28
(2)水对容器底部的压力。
盛水后,水对容器底部的压强
由 可得,水对容器底部的压力
。
;
29
(3)容器对水向下的压力。
由于物体间力的作用是相互的,容器底
部对水的支持力等于水对容器底部的压
力,即 ,因为水受到
竖直向下的重力、容器对其竖直向上的支持力和竖直向下的
压力(合力)处于静止状态,所以容器对水竖直向下的压力
。
30
$一、将U型管压强计探测器放置在水下不同高度,观察U型管左右液面高度差。我们在深筒杯中装满水,将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下5厘米处,观察U型管左右液面高度差。我们将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下十厘米处,观察U型管左右液面高度差。我们将U型管压强计探测器探头方向水平向下竖直伸入水面底下15厘米处,观察U型管左右液面高度差。我。由实验可知,同一种液体,液体的压强随着深度的增大而增大。