第4节 液体压强(第1课时)(导学案)物理新教材沪科版(五四学制)八年级下册
2026-01-26
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2份
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20页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 液体压强 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 液体压强 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.92 MB |
| 发布时间 | 2026-01-26 |
| 更新时间 | 2026-01-26 |
| 作者 | 悟理物理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-01-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56151238.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第4节 液体压强(第1课时)(导学案)
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。
1. 理解液体压强的特点(重点)。 2. 探究液体压强与哪些因素有关(难点)。
压强的概念
1. 物理意义:表示压力作用效果的物理量。
2. 定义:物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强。
3. 公式: p=F/s
4. 压强的国际单位:帕(Pa),1Pa =1N/m2
5. 柱体产生的压强: p=ρgh。 𝜌表示密度,h表示高度。
探究一、液体内部存在压强
1. 液体的压强
【活动】观察下列实验现象,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
【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。
3. U形管压强计
【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。
【归纳】
(1)作用:研究液体内部的压强。
(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:
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(a)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(b)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 。
【答案】向下凸;液体对容器底部有压强;液体对容器侧壁有压强
【详解】由图(a)可知,管底包裹的橡皮膜向下凸出,液体对管底包裹的橡皮膜有压力作用,说明液体对容器底部有压强。由图(b)可知,侧壁包裹的橡皮膜向外凸,液体对侧壁包裹的橡皮膜有压力作用,说明液体对容器侧壁有压强。
探究二、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。(选填“有关”或“无关”)
2. 与液体压强有关的现象
【活动】列举生活中一些与液体压强有关的现象。
【归纳】
(1)水坝上窄下宽
例如,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】图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验,甲、乙和丙三个相同的烧杯中分别注入深度相同的酒精、盐水和盐水,请回答:
①实验前需检查装置气密性好不好,检查方法是用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性_______(选填“好”或“不好”);U形管里的液体选择________(选填“有颜色”或“无颜色”),实验中通过观察U形管里的液体的高度差来观察压强的大小;
②比较甲、乙两图可知,液体内部压强与液体的________有关;
③要研究液体压强与深度的关系,可以用_______两图所示的实验进行;
④在图丙中保持探头的位置不变,向烧杯中逐渐加入盐水(未溢出),U形管两液面的高度差将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
⑤对比甲、丙两图,细心的小明发现甲图中酒精的密度小于丙图中盐水,但甲图中U形管左右高度差反而大于丙图,于是认为“液体密度越大,液体内部压强越大”不正确,你的观点是_________(“同意”或“不同意”),理由是_________。
【答案】①好,有颜色;②密度;③乙、丙;④变大;⑤不同意,未保证探头在液体中深度相同。
【详解】①进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都是大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故A不符合题意,B符合题意。
②比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,图丙、丁符合题意。
③若要探究液体压强与深度的关系,根据控制变量法的思想可知,应控制探头在液体中的深度不同,使液体的密度等其它因素相同,由图可知,满足条件的为乙、丙两图。
④在图丙中保持探头的位置不变,向烧杯中逐渐加入盐水(未溢出),探头在盐水中的深度增大,根据公式p=ρgh可得,探头受到液体的压强增大,所以U形管两液面的高度差将变大。
⑤对比甲、丙两图可知,液体的密度不同,探头在液体中的深度也不同,即没有控制变量唯一,所以通过甲、丙两图并不能得到“液体密度越大,液体内部压强越大”的结论。
【例题3】小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越 ;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为ρC ρD。(选填“>”“=”或“<”)
【答案】(1)大,大;(2)<
【详解】(1)由图乙可知,液体密度相同,右侧深度大于左侧深度,橡皮膜向左侧凹陷说明右边液体压强大,故可得出结论:同种液体中,深度越大,压强越大。
图丙液体深度相同,液体密度不同,橡皮膜向左侧凹陷说明右边液体压强大,说明液体压强的大小与液体的密度有关,深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(2)由图丁可知,橡皮膜无凹陷,说明左右液体压强相等。根据“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。”进行推理可知,左边液体的深度大,则液体的密度小。即ρ<ρD。
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. 如图所示,装有水的塑料袋底部发生了形变,这是因为水受到 力的作用,从而对塑料袋底部产生压强;若用手挤压袋子的侧壁,放手后塑料袋恢复原状,这是因为液体具有 性,所以对塑料袋侧壁也产生了压强:在水中不同位置的A、B两点,受到水的压强较大的是点 处。
【答案】 重力 流动 A
【详解】将在塑料袋里的水,因为受到重力的作用,从而对支撑自己的塑料袋产生压力与压强。
由于水具有流动性,在外力的作用下容易改变形状;同时还能对各个方向产生压力与压强。在密度相同时,液体产生的压强与深度成正比,因为A点的深度大,故A点水的压强大。
2. 若在木桶侧壁上开有三个小孔,水从小孔中喷出,在四幅图中正确的是( )
【答案】C
【详解】对于同种液体,深度越深,液体产生的压强越大,小孔射出的水流越急,但是小孔越低,水柱在空气运动的时间越短,在更短时间内落到地面不能继续向前运动,根据实验现象可知,位于液体高度一半的水柱射出的最远,最符合事实的是C图的情况,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3. 如图所示的装置名称叫 。若该装置密封性良好,则实验前按压橡皮膜,两侧液面 出现高度差(选填“会”或“不会”),实验过程中观察到两侧液面高度差增大,则说明探头处液体压强 。(选填“增大”或“减小”或“不变”)
【答案】 压强计 会 增大
【详解】该装置是用于探究液体内部压强特点的仪器,名称为液体压强计。
若装置密封性良好,实验前按压橡皮膜,会使橡皮膜所在一侧压强增大,从而在U形管两侧产生压强差,使两侧液面出现高度差。
液体压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映探头处液体压强大小的。实验过程中观察到两侧液面高度差增大,意味着探头处液体压强增大。
4. 如图是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验场景,三个容器内均是同种液体,从图中的现象可得初步结论是: ;为了探究液体内部压强与所处液体深度的关系,应控制 不变,改变 ,并观察U形管两边管中液面 的变化,来判断液体内部压强的变化情况。
【答案】在同一深度,液体向各个方向的压强相等 液体的密度 液体的深度 高度
【详解】图为“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验场景,由实验可知,液体的深度保持不变,改变了金属盒的方向,是为了探究在同一深度,液体向各个方向的压强的关系,各图中U形管两侧液体高度差相同,说明液体压强相同,故可得初步结论是:在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体内部压强与液体深度以及液体的密度有关,由控制变量法可知,在探究液体压强与所处深度的关系时,应控制液体的密度相同,改变液体的深度。
实验采用了转换法,通过观察U形管两边管中液面高度差来反映液体内部压强的变化情况,U形管两边管中液面高度差越大,说明液体压强越大。
5. 小明用如图1所示的压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
(1)小明探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表格所示。分析数据可初步得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
(2)如图2所示,根据图甲、图乙实验现象可知:在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强 。
【答案】(1)大;(2)越大
【详解】(1)观察表格数据,随着橡皮膜浸入水中深度H的增大,U形管两侧水面的高度差ℎ也在增大。因为U形管两侧液面高度差越大,表示液体内部压强越大,所以在相同液体内部,深度越深,压强越大。
(2)图2中甲、乙探头所处深度相同,液体分别是水和盐水,盐水密度大于水的密度,且图乙中U形管两侧液面高度差更大,即液体内部压强更大。所以在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强越大。
6. 如图所示,探究液体内部压强的特点(ρ盐水>ρ水)。
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 来表示;
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)的;
(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大;
(4)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,这是为了研究液体压强与液体 的关系。
【答案】(1)高度差;(2)有色;(3)深度;(4)密度
【详解】(1)在探究液体内部压强的实验中,压强计通过转换法来体现液体压强大小。其原理是当橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面会产生高度差,而且液体压强越大,两侧液面高度差就越大。所以,实验中是将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的高度差来表示。
(2)为了能够更清晰、明显地观察到实验现象,U形管中的液体最好选用有色的。因为有色液体相较于无色液体,能让我们更清楚地看到液面的变化情况。
(3)从图乙中可以看到,将探头放在A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,并且经过多次实验都呈现出同样的现象。这就表明,在同种液体中,B位置对应的U形管两边液面高度差更大,也就是压强更大,而B位置比A位置的深度更深。由此可以得出结论:同种液体内部的压强会随着深度的增加而增大。
(4)在图乙中,把探头放在等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB。由于B、C位置的深度是相同的,但是C位置所在的液体是盐水,其密度大于B位置所在的水,此时C位置处U形管两边液面高度差更大,即压强更大,所以,这是在研究液体压强与液体密度的关系。
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第4节 液体压强(第1课时)(导学案)
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。
1. 理解液体压强的特点(重点)。 2. 探究液体压强与哪些因素有关(难点)。
压强的概念
1. 物理意义:表示压力作用 的物理量。
2. 定义:物体所受的 之比叫做压强。
3. 公式: p=
4. 压强的国际单位: (Pa),1Pa =1N/m2
5. 柱体产生的压强: p= 。 𝜌表示密度,h表示高度。
探究一、液体内部存在压强
1. 液体的压强
【活动】观察下列实验现象,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
【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 ;液体内部存在 。
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 性,所以对容器侧壁有压强。
3. U形管压强计
【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。
【归纳】
(1)作用:研究液体内部的 。
(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 。这运用了科学方法中的 法。
(4)压强计的使用,应注意:
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 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(a)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(b)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 。
探究二、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 、 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 的压强,并且在同一深度处各个方向上的压强 。
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, 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 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 。(选填“有关”或“无关”)
2. 与液体压强有关的现象
【活动】列举生活中一些与液体压强有关的现象。
【归纳】
(1)水坝上窄下宽
例如,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】图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验,甲、乙和丙三个相同的烧杯中分别注入深度相同的酒精、盐水和盐水,请回答:
①实验前需检查装置气密性好不好,检查方法是用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性_______(选填“好”或“不好”);U形管里的液体选择________(选填“有颜色”或“无颜色”),实验中通过观察U形管里的液体的高度差来观察压强的大小;
②比较甲、乙两图可知,液体内部压强与液体的________有关;
③要研究液体压强与深度的关系,可以用_______两图所示的实验进行;
④在图丙中保持探头的位置不变,向烧杯中逐渐加入盐水(未溢出),U形管两液面的高度差将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
⑤对比甲、丙两图,细心的小明发现甲图中酒精的密度小于丙图中盐水,但甲图中U形管左右高度差反而大于丙图,于是认为“液体密度越大,液体内部压强越大”不正确,你的观点是_________(“同意”或“不同意”),理由是_________。
【例题3】小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越 ;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为ρC ρD。(选填“>”“=”或“<”)
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. 如图所示,装有水的塑料袋底部发生了形变,这是因为水受到 力的作用,从而对塑料袋底部产生压强;若用手挤压袋子的侧壁,放手后塑料袋恢复原状,这是因为液体具有 性,所以对塑料袋侧壁也产生了压强:在水中不同位置的A、B两点,受到水的压强较大的是点 处。
2. 若在木桶侧壁上开有三个小孔,水从小孔中喷出,在四幅图中正确的是( )
3. 如图所示的装置名称叫 。若该装置密封性良好,则实验前按压橡皮膜,两侧液面 出现高度差(选填“会”或“不会”),实验过程中观察到两侧液面高度差增大,则说明探头处液体压强 。(选填“增大”或“减小”或“不变”)
4. 如图是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验场景,三个容器内均是同种液体,从图中的现象可得初步结论是: ;为了探究液体内部压强与所处液体深度的关系,应控制 不变,改变 ,并观察U形管两边管中液面 的变化,来判断液体内部压强的变化情况。
5. 小明用如图1所示的压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
(1)小明探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表格所示。分析数据可初步得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
(2)如图2所示,根据图甲、图乙实验现象可知:在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强 。
6. 如图所示,探究液体内部压强的特点(ρ盐水>ρ水)。
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 来表示;
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)的;
(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大;
(4)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,这是为了研究液体压强与液体 的关系。
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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