第4节 液体压强（第2课时）（表格式教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

该初中物理教学设计聚焦液体压强特点及影响因素，以海洋潜水情境导入提问，通过底部和侧壁橡皮膜实验、手伸入水中体验，引导学生认识液体内部压强，再结合U形管压强计探究规律，构建从现象到本质的学习支架。 资料亮点在于实验探究层次分明，运用转换法（U形管液面高度差）和控制变量法，结合“奋斗者号”压强计算、连通器应用等实例，培养科学思维与探究能力，融入视频辅助教学，助力教师落实核心素养，提升学生分析解决实际问题的能力。

第4节 液体压强（第2课时）（教学设计） 年级 八年级下册 授课时间： 授课教师： 课题 第4节 液体压强（第2课时） 教学 目标 1. 通过探究液体压强与哪些因素有关，了解液体压强与深度和液体密度的关系，并能熟练应用液体压强公式进行简单计算。 2. 在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，正确使用控制变量的方法和转换法设计实验、 收集证据，并对实验过程中的问题进行评估和反思，最终得出科学结论，培养科学探究能力。 教材 分析 本节的主要内容和行文逻辑是： 1. 通过节首图情境引发学生对液体内部有压强产生思考。 2. 通过观察实验，知道液体有压强，初步感知液体压强与固体压强有区别。 3. 通过实验“探究液体压强与哪些因素有关”，得出液体压强规律。通过“液柱模型”推理得出液体压强公式，并利用公式计算液体压强。 4. 通过U形管液体模型假想平面的受力分析，得出连通器的工作原理；通过各种实例了解连通器在生活中的应用。 在学习完液体压强规律后对节首图进行呼应，解释在潜水作业时体需要承受海水的较大压强。 教学重点 理解液体压强的特点。 教学难点 探究液体压强与哪些因素有关。 教学 器材 水（带颜色）、烧杯、微小压强计、侧壁和底部蒙有橡皮膜的塑料管两只，不同密度的液体（水、浓盐水、酒精等）。 课件。包含视频资料：①视频讲解—《液体压强的产生原因》；②演示实验—《探究液体内部的压强》；③课堂总结—《理解液体压强》。 教学过程 导入新课 【教师提问】展示节首图情境。海洋充满了神秘和未知，人类探索海洋奥秘的步伐从未停止。潜水员在进行水下作业时，要限制潜水深度，这是为什么呢？ 学习新课 一、液体内部存在压强 1. 液体的压强 【演示实验】 【学生活动】观察现象，分析原因，归纳结论。 ①实验一：如图甲所示，有一个两端开口的玻璃圆筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，观察橡皮膜的变化。 ②实验二：如乙所示，把橡皮膜扎在侧壁开口的玻璃管的一端，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，观察橡皮膜的变化。 甲 乙 ③实验三：如图丙所示，将套有食品保鲜袋的手伸入盛水的容器中，体验手背、手心和手指各个部位的感觉。 丙 【学生分析实验现象】 ①实验一：当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。表明受到了水一个向下的压强。 ②实验二：当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。表明水对侧壁有向外的压强。 ③实验三：手背、手心和手指各个部位都明显地感受到保鲜袋紧贴在手上。这是因为水对保鲜袋产生了挤压作用。 【实验结论】液体对容器的底部和侧壁都有压强。液体内部存在压强。 2. 液体产生压强的原因 液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强；液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。 【学生活动】阅读教材第20页有关U形管压强计内容，回答其作用、主要构造及原理。 【师生归纳】 3. U形管压强计 （1）作用：研究液体压强。 （2）构造：观察图可知，U形管压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分组成。 （3）原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧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，液面的高度差越大，压强越大。这运用了科学方法中的转换法。 （4）压强计的使用，应注意三点 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。 【例题1】如图所示，液体在a、b、c三处产生的压强的说法正确的是（　　） A．a、b两点的压强相等 B．c点压强比b点压强大 C．b、c两点的压强相等 D．a点向下的压强比向上的压强大 【答案】B 【详解】A．由图知，在纯水中，ha<hb，根据p=ρgh可知pa<pb，故A错误； BC．由图知，hb<hc，根据p=ρgh及ρ水<ρ盐水可知pb<pc，故B正确，C错误； D．液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，向各个方向的压强相等，所以a点向下压强和向上压强相等，故D错误。 故选B。 【例题2】2】2020年11 月10日，我国的“奋斗者号”全海深载人潜水器在马里亚纳海沟深度为10 909 m 处成功坐底。此时“奋斗者号”钛合金耐压外壳底部承受海水的压强大约为多少？相当于一个手掌承受质量为多少的物体所产生的压强？（假设一个手掌的面积S = 0.015m2，海水是均匀的，海水密度ρ = 1.03×103 kg/m3） 【解析】在马里亚纳海沟深度h = 10 909 m处，“奋斗者号”钛合金耐压外壳底部承受海水的压强 p=ρgh=1.03×103 kg/m3×9.8N/kg×10909 m=1.1×108 Pa 若要产生同样大的压强，面积S = 0.015 m2的手掌上受到物体的压力 F=ps=1.1×108 Pa × 0.015 m2=1.65×106 N 根据题意，物体所受重力G等于物体对手的压力F，故物体的质量 可见，“奋斗者号”载人潜水器在万米深海处承受的压强非常巨大，相当于一个手掌承受了约3 000 个中学生所产生的压强。 学习新课 二、探究影响液体压强的因素 1. 探究影响液体压强的因素 【问题】如图所示，在两个完全相同的玻璃容器的不同高度处各有三个完全相同的孔，孔上扎有相同的橡皮膜。向两个玻璃容器中分别注满水和硫酸铜溶液。 仔细观察两个玻璃容器侧壁开孔处橡皮膜凸出程度的差异。 注满水（左）和硫酸铜溶液（右）的玻璃容器 【提出问题】 注水容器侧壁开孔位置越低，橡皮膜向外凸出的程度越大。同样深度处，容器中盛放硫酸铜溶液时，橡皮膜的凸出程度更大。由此猜想，液体压强可能与深度、密度有关。 【搜集证据】 （1）器材：U形管压强计、刻度尺、两个相同的玻璃容器、一定量的水和盐水。 （2）方案：影响液体压强的因素可能有多个，我们可以用控制变量法逐个探究。 ①探究水面下同一深度处的压强是否与朝向有关。 将U形管压强计金属盒放置在容器内水面下的相同深度处，改变膜面的方向，观察U形管两边管中液面差是否发生变化。 ②探究水中的压强是否与深度有关。 将U形管压强计金属盒放置在容器内水面下深度不同的三个位置，观察U形管两边液面差是否发生变化，如何变化？ ③探究液体压强是否与液体的密度有关。 用盐水替换水进行实验，开展探究。 （3）记录：设计数据记录表，将观察到的现象和数据记录在表中。 序号 液体 深度/cm 橡皮膜方向 形管两侧液面 高度差/cm 1 水 5 朝上 4.8 2 水 5 朝下 4.8 3 水 5 朝侧面 4.8 4 水 10 朝侧面 9.6 5 水 15 朝侧面 14.4 6 盐水 15 朝侧面 15.6 【作出解释】 （1）分析 Ⅰ. 由①的探究过程及观察到的实验现象，可得出：液体内部存在着各个方向的压强，并且在同一深度处各个方向上的压强相等。 Ⅱ. 由②的探究过程及观察到的实验现象，可得出：在同种液体内部，深度越大，液体压强越大。 Ⅲ. 由③的探究过程及观察到的实验现象，可得出：在不同液体内部同一深度处，液体密度越大，液体压强也越大。 （2）实验结论：大量实验表明： 液体内部存在着向各个方向的压强，并且在同一深度处各个方向上的压强相等。 在同种液体内部，深度越大，液体压强越大；在不同液体内部同一深度处，液体密度越大，液体压强也越大。 【交流反思】有同学猜想，液体内部不同深度的压强与该处液体的水平横截面积有关，如何设计实验验证？ 实验步骤如下： （1）在U形管内注水，将与U形管一端相连的金属盒放入容器内的液体中，发现U形管两边液面高度差如图甲所示。 （2）接着仅改变金属盒的面积（S1＜S2），发现U形管两边液面高度差如图乙所示。 分析图甲和乙可知，金属盒在液体中的深度相同时，U形管两边液面高度差相同，说明液体内部不同深度的压强与水平横截面积无关。 2. 与液体压强有关的现象 【学生活动】列举生活中一些与液体压强有关的现象。 【师生归纳】 （1）水坝上窄下宽 河南洛阳小浪底大坝是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电、生态的大坝。由液体压强的规律可知，堤坝下部受到的水的压强比上部大，因此为确保安全，堤坝下部比上部更为厚实。 （2）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服要更耐压，更厚重些。 （3）潜水器 潜艇就是一种潜水器，它的下潜深度是一个非常重要的指标。1988年，我国第一代核潜艇在总设计师黄旭华的指挥下，下潜到300m深。2023年我国的“奋斗者”号全海深载人潜水器四次下潜深度超过万米，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。 【例题2】连通器在日常生活、生产中有广泛的应用，如图所示事例中利用了连通器原理的是（    ） A．①② B．③④ C．①③④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】过路涵洞、洗手间下水管、船闸都是利用了连通器的原理，拦河大坝上窄下宽，因为下面受到水的压强大，拦河大坝应用的是液体压强的原理。图中利用了连通器原理的是①③④，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【例题4】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F1、F2，则根据图示情景，比较F1、F2的大小，F1 F2。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 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。 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。 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。 【例题5】如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是（　　） A．液体的密度：ρ甲=ρ乙 B．液体对容器底部的压力：F甲>F乙 C．容器对桌面的压强：p甲>p乙 D．液体对容器底部的压强：p甲′=p乙′ 【答案】B A．甲、乙中液体质量相等，由图可知液体体积关系为V甲<V乙，根据密度公式ρ=m/V可知，ρ甲>ρ乙；故A错误； BD．甲、乙中液体深度相同，结合上述液体密度关系ρ甲>ρ乙，根据p=ρgh可知，液体对容器底部的压强p甲′>p乙′，又因为甲、乙两平底容器底面积相同，根据F=pS可知，液体对容器底部的压力关系为F甲>F乙，故B正确，D错误； C．甲、乙两平底容器质量相同，液体质量相等，所以容器对桌面的压力相同，又因为甲、乙两平底容器底面积也相同，根据p=F/S可知，甲、乙两平底容器对桌面的压强关系为p甲=p乙，故C错误。 故选B。 课堂练习 1. 如图所示，在容器两侧分别倒入不同深度的水和某种液体，观察到橡皮膜向左凸起，则这种液体的密度与水的密度的大小关系是（   ） A．ρ液˃ρ水 B．ρ液=ρ水 C．ρ液<ρ水 D．无法判断 【答案】D 【详解】橡皮膜的突起方向反映了两边压强的大小，橡皮膜向左凸起，该位置左侧水的压强小于右侧液体的压强，又h水<h液，由p=ρgh可知，这种液体的密度与水的密度的大小无法判断。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2. 如图所示，一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，发现橡皮膜都向内凹，且第二次比第一次凹陷的更多，关于该现象下列说法不正确的是（　　） A．深度越大水的压强越大 B．第二次橡皮膜处压强更大 C．水向上和向下都有压强 D．如果没有橡皮膜，水也就不会产生压强 【答案】D 【详解】A．根据橡皮膜第二次比第一次凹陷的更多可知，深度越大水的压强越大，故A正确，不符合题意； B．由于橡皮膜第二次比第一次凹陷的更多，且第二次压强向上，第一次压强向下，故可得出此时水向上的压强大于水向下的压强，故B正确，不符合题意； C．根据橡皮膜两次都向内凹可得出，水向上和向下都有压强，故C正确，不符合题意； D．液体内部压强是始终存在的，与有没有橡皮膜没有关系，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 如图所示，A、B为两容器，用一带阀门的管子相连，装有同种液体，液面相平，则a、b两处的压强pa （选填“>”“<”或“=”）pb。当阀门打开时，液体 （选填“流动”或“不流动”）。如果上面容器中，A、B两容器分别装有盐水和清水，且液面相平，当打开阀门时，液体 （选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”）。 【答案】 < 不流动 从A流向B 【详解】[1]如图可知，a、b两点的深度关系ha<hb，且装有同一种液体，由p=ρgh可知，pa<pb。 [2]当阀门打开时，A和B的上端开口底部连通，构成了连通器，由于容器中装同一种液体水，并且液面相平，因此打开阀门后，液面仍保持相平，故液体不会流动。 [3]由于清水的密度小于盐水的密度，根据p=ρgh可知，在同一深度，pA>pB，所以若A、B两容器分别装有盐水和清水，且液面相平，当打开阀门时，液体从A流向B。 4. 盛有水的容器中，A、B、C三点的位置如图所示，A处水的深度为 米，B处水的压强为 帕。容器底面积为15厘米2，则容器底受到水的压力为 牛。 【答案】 0.8 5000 15 【详解】[1]某点的深度为该点到自由液面的竖直距离，所以A处的深度为 hA＝0.5m＋0.3m＝0.8m [2]B处的深度为 hB＝0.5mB处水的压强为 pB＝ρghB＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5m＝5000Pa [3]容器底的深度为 h＝0.5m＋0.3m＋0.2m＝1m 容器底受到水的压强为 p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×1m＝10000Pa容器底受到水的压力为 F＝pS＝10000Pa×15×10-4m2＝15N 5. 如下图所示，质量和底面积相同，但形状不同的三个容器放在水平桌面上，其内分别装有甲、乙、丙三种液体，液面相平。若容器对桌面的压强相等，则三种液体中密度最小的是 ，对容器底压强最大的是 。 【答案】 甲 丙 【详解】[1]三容器的底面积相同，容器对桌面的压强相等，根据得F=pS可知，三容器对桌面的压力相等，三容器的总重力相同，由于三容器质量相等，则三容器内液体的质量相等，由图知，甲容器内液体体积最大，乙容器内液体体积次之，丙容器内液体体积最小，根据ρ=m/V可知，甲容器内液体密度最小，乙容器内液体密度次之，丙容器内液体密度最大。 [2]因为三种液体高度相等，根据p=ρgh可知，丙容器中液体对容器底的压强最大，乙容器中液体对容器底的压强次之，甲容器中液体对容器底的压强最小。 6. 如图（a）所示器材为研究液体压强的一种实验装置，容器正中间用隔板分成左右部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封住。现在左右两侧倒入水和某种液体后，橡皮膜向右凸出，如图（b）所示，请根据观察到的现象判断下列信息。 （1）两种液体的密度关系是ρ水 ρ液；（选填“＞”“＜”或“＝） （2）左侧水对容器底的压强 大于右侧液体对容器底的压强。（选填“一定”“不一定”或“一定不”） 【答案】（1）＞；（2）一定 【详解】（1）如图（b）所示，橡皮膜向右凸出，说明水对橡皮膜的压强较大，橡皮膜在左侧水中的深度较小，根据p=ρgh可知水的密度较大。 （2）以橡皮膜中心为界，隔板两侧的水和另一种液体均可以分为上下两部分。橡皮膜向右凸出，说明水对橡皮膜的压强较大，即p水上>p液上；橡皮膜中心下方两种液体深度相同，而水的密度较大，根据p=ρgh可知p水下>p液下。因为两种液体对容器底的压强均等于上下两部分压强之和，所以p水上+ p水下>p液上+p液下，左侧水对容器底的压强一定大于右侧液体对容器底的压强。 板书设计 第4节 液体压强 一、液体内部存在压强 液体对容器的底部和侧壁都有压强。液体内部存在压强。 二、U形管压强计 ①作用：研究液体压强。 ②构造：主要由U形管、橡皮管、探头三部分组成。 ③原理：U形管液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。 三、液体压强的规律 液体内部存在着向各个方向的压强，并且在同一深度处各个方向上的压强相等。在同种液体内部，深度越大，液体压强越大；在不同液体内部同一深度处，液体密度越大，液体压强也越大。 课堂总结 本节的主要内容和行文逻辑是： 1. 通过节首图情境引发学生对液体内部有压强产生思考。 2. 通过观察实验，知道液体有压强，初步感知液体压强与固体压强有区别。 3. 通过实验“探究液体压强与哪些因素有关”，得出液体压强规律。通过“液柱模型”推理得出液休压强公式，并利用公式计算液体压强。 4. 通过U形管液体模型假想平面的受力分析，得出连通器的工作原理；通过各种实例了解连通器在生活中的应用。 在学习完液体压强规律后对节首图进行呼应，解释在潜水作业时体需要承受海水的较大压强。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $