9.2 液体的压强 自学案-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理导学案聚焦《液体的压强》，引导学生形成液体压强观念，理解产生原因、特点及公式p=ρgh，识别生活应用实例。通过“知识回顾”衔接固体压强旧知，以p=F/S、控制变量法等为支架，自然过渡到液体压强新知学习。 资料突出科学探究与科学思维培养，实验探究环节明确控制变量法和转换法应用，公式推导构建液柱模型，结合三峡大坝、潜水艇等实例深化理解。例题与分层练习兼顾基础与应用，助力学生自主学习，提升运用知识解释现象和解决问题的能力。

2025-2026学年人教版初中物理八年级下学期第九章《压强》第二节《液体的压强》自学案 核心素养目标 物理观念:形成液体压强的基本观念,理解液体压强的产生原因和特点,掌握液体压强的公式,能识别生活中液体压强的应用实例,建立液体压强与深度、密度的关联认知。 科学思维:通过分析液体压强的影响因素,具备运用液体压强公式进行简单计算的思维能力,能结合实例判断液体压强的变化情况,初步建立液柱模型的思维方法。 科学探究:通过实验探究液体压强的特点,体验科学探究的基本过程,理解控制变量法和转换法在实验中的应用,培养实验设计、操作和分析归纳能力。 科学态度与责任:感受液体压强在生活、生产中的广泛应用(如三峡大坝、潜水艇等),认识其对解决实际问题的重要意义,培养严谨的科学探究态度和运用知识解释生活现象的意识。 学习重点与难点 1.理解液体压强的特点和公式,能进行简单的液体压强计算(重点)。 2.探究液体压强与深度、密度的关系,解释液体压强相关现象(重难点)。 3.理解液体压强的产生原因,区分固体压强与液体压强的异同(重点)。 【知识回顾】(衔接旧知) 1.固体压强的公式是p = F/S,其中 F 表示压力,S 表示受力面积,单位是帕斯卡(Pa)。 2.增大压强的方法有增大压力或减小受力面积;减小压强的方法有减小压力或增大受力面积。 3.固体压强的作用效果与压力大小和受力面积有关,探究时采用的研究方法是控制变量法。 【自主预习】(初中核心) 一、液体压强的产生原因 1.液体具有流动性,对容器底部和侧壁都有压力,因此液体内部向各个方向都有压强。 2.产生原因: ① 液体受到重力作用,对容器底部产生压强; ② 液体具有流动性,对容器侧壁及液体内部产生压强。 二、液体压强的特点(实验探究核心) 1.实验探究:“探究液体内部的压强特点” 实验器材:U 形管压强计、烧杯、水、盐水(不同密度液体)、刻度尺。 转换法应用:通过观察 U 形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小(液面高度差越大,压强越大)。 控制变量法应用: 探究液体压强与深度的关系:控制液体密度和探头方向不变,改变探头在液体中的深度。 探究液体压强与密度的关系:控制探头深度和方向不变,改变液体的密度(如水和盐水对比)。 探究液体压强与方向的关系:控制液体密度和探头深度不变,改变探头的朝向(上、下、左、右)。 2.实验结论(液体压强特点): 液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。 液体内部的压强随深度的增加而增大。 不同液体的压强与液体的密度有关,在同一深度,液体密度越大,压强越大。 三、液体压强的公式与单位 1.公式推导:以柱形液体为模型,液柱对底面的压力 F = G = mg = Vg = Shg,压强 p = F/S = Shg/S = gh。 2.公式:p = gh(p 表示液体压强, 表示液体密度,单位 kg/m ;g 表示重力加速度,通常取 10N/kg;h 表示深度,单位 m,指从液面到研究点的竖直距离)。 3.单位:帕斯卡(Pa),1Pa = 1N/m 。 4.应用注意事项: h 是深度,不是高度(深度是从液面往下算,高度是从容器底部往上算)。 液体密度 的单位必须是 kg/m (如:水的密度 水 = 1.0 10 kg/m )。 公式适用于所有液体(包括静止的液体),与容器的形状、大小无关。 四、液体压强的应用 1.连通器: 定义:上端开口、底部相互连通的容器叫做连通器。 原理:连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平。 应用:水壶的壶嘴与壶身、船闸、锅炉水位计、U 形管压强计等。 2.液体压强与生活生产: 三峡大坝修成 “上窄下宽” 的形状,是因为液体压强随深度增加而增大,底部修得更宽可以承受更大的压强。 潜水艇下潜的深度有限,是因为深度越大,海水的压强越大,超过潜艇外壳的承受能力会导致损坏。 液压机、汽车刹车系统等利用了液体可以传递压强的原理(帕斯卡原理)。 思考与讨论 一、液体压强产生原因与特点辨析 1.为什么液体内部向各个方向都有压强?而固体通常只对接触面产生压强? 答:液体具有流动性,分子间相互作用力较弱,会向各个方向扩散,对周围物体产生挤压,因此内部向各个方向都有压强;而固体分子间排列紧密、流动性差,只能对与之接触的物体产生压力,故只对接触面产生压强。 2.把一个空塑料瓶装满水,在不同高度扎几个小孔,水会从孔中喷出,且下方的孔喷得更远,这一现象说明什么? 答:说明液体内部存在压强,且压强随深度的增加而增大;下方的孔深度更大,受到的液体压强大,对水的推力更大,因此喷得更远。 3.潜水员在深海作业时需要穿抗压潜水服,而在浅海则不需要,这是为什么? 答:液体压强随深度增加而增大,深海的深度远大于浅海,海水产生的压强极大,会对人体造成伤害;抗压潜水服能承受巨大的液体压强,保护潜水员的身体,因此深海作业需要穿,浅海压强较小则不需要。 二、液体压强公式的理解与应用 1.公式 p = gh 中,h 的物理意义是什么?如果将探头放在液体中倾斜,深度 h 会变化吗? 答:h 是指从液面到研究点的竖直距离;如果将探头倾斜,研究点到液面的竖直距离不变,因此深度 h 不变,液体压强也不变。 2.有两个容器,一个是柱形,一个是锥形,里面装着相同深度的水,哪个容器底部受到的液体压强大?为什么? 答:两个容器底部受到的液体压强相等;因为液体压强只与液体密度和深度有关(p = gh),两容器中都是水(密度相同),深度也相同,因此压强相等,与容器形状无关。 3.计算水面下 10m 处的压强( 水 = 1.0 10 kg/m ,g 取 10N/kg),并说明这个压强相当于多少个标准大气压(1 标准大气压≈1.0 10⁵Pa)。 ① 压强 p = gh = 1.0 10 kg/m 10N/kg 10m = 1.0 10⁵Pa;② 相当于 1 个标准大气压(1.0 10⁵Pa 1.0 10⁵Pa / 标准大气压 = 1 个)。 三、连通器原理的应用分析 1.船闸是如何利用连通器原理工作的?请简述其工作过程。 答:① 船要从上游到下游时,先打开上游与闸室之间的阀门,让上游的水流入闸室,使闸室液面与上游液面相平(连通器原理),再打开上游闸门,船驶入闸室;② 关闭上游阀门和闸门,打开闸室与下游之间的阀门,让闸室的水流入下游,使闸室液面与下游液面相平,最后打开下游闸门,船驶出闸室。 2.水壶的壶嘴为什么要和壶身做得一样高?如果壶嘴比壶身低,会出现什么现象? 答:水壶的壶嘴与壶身构成连通器,根据连通器原理,同种液体静止时液面相平,因此壶嘴和壶身做得一样高,才能保证水壶装满水;如果壶嘴比壶身低,当水装到壶嘴的高度时,就会从壶嘴溢出,无法装满水。 例题解析 例 1 关于液体压强,下列说法正确的是( ) A. 液体内部只有向下的压强 B. 液体压强与液体的密度和深度有关 C. 液体内部压强随深度增加而减小 D. 同一深度,不同液体的压强一定相等 答案:B 解析:A 错误,液体内部向各个方向都有压强;B 正确,液体压强由密度和深度共同决定(p = gh);C 错误,液体压强随深度增加而增大;D 错误,同一深度,液体密度越大,压强越大,不同液体密度可能不同,压强不一定相等。 例 2 一个盛有水的烧杯,水深为 10cm,求水对烧杯底部的压强( 水 = 1.0 10 kg/m ,g 取 10N/kg)。如果将水换成密度为 1.2 10 kg/m 的盐水,深度不变,压强会变为多少? 答案:水的压强为 1000Pa,盐水的压强为 1200Pa 解析:① 水深 h = 10cm = 0.1m;② 水的压强 p 水 = 水 gh = 1.0 10 kg/m 10N/kg 0.1m = 1000Pa;③ 盐水深度不变(h = 0.1m),压强 p 盐水 = 盐水 gh = 1.2 10 kg/m 10N/kg 0.1m = 1200Pa。 例 3 如图所示,连通器中装有同种液体,静止时液面保持相平。如果在左侧容器中放入一个木块,木块漂浮在液面上,此时连通器两侧的液面会发生什么变化?为什么? 答案:两侧液面会仍然相平 解析:木块漂浮在液面上,对左侧液体产生向下的压力,导致左侧液面暂时上升;由于连通器底部相互连通,左侧液体压强增大,会推动液体向右侧流动,直到两侧液面再次相平(连通器原理:同种液体静止时液面相平)。此时木块的重力等于排开液体的重力,两侧液面的高度差为零,压强平衡。 预习小结 本节课在固体压强的基础上,学习了液体压强的相关知识。通过学习我们知道,液体压强的产生与重力和流动性有关,其特点是内部向各个方向都有压强,且压强随深度增加而增大、与液体密度成正比;液体压强的公式为 p = gh,单位是帕斯卡;连通器是液体压强的重要应用,其原理是同种液体静止时液面相平。液体压强的公式应用和实验探究是本节课的核心,需要熟练掌握公式并理解控制变量法、转换法的应用。 课后练习题 1.下列关于液体压强的说法中,正确的是( ) A. 液体内部没有压强 B. 液体压强只与液体深度有关 C. 液体压强只与液体密度有关 D. 液体压强与液体密度和深度都有关 答案:D 解析:A 错误,液体内部有压强;B、C 错误,液体压强与密度和深度都有关;D 正确。 2.液体压强的产生原因是( ) A. 液体受到重力作用 B. 液体具有流动性 C. 液体受到重力作用且具有流动性 D. 液体对容器的压力 答案:C 解析:液体压强的产生是重力和流动性共同作用的结果,单独一个因素不能产生液体内部向各个方向的压强,故选 C。 3.连通器的特点是( ) A. 上端开口、底部连通 B. 上端封闭、底部连通 C. 上端开口、底部封闭 D. 上端封闭、底部封闭 答案:A 解析:连通器的定义是 “上端开口、底部连通”,故选 A。 4.水面下 5m 处的液体压强是( )( 水 = 1.0 10 kg/m ,g 取 10N/kg) A. 5 10 Pa B. 5 10⁴Pa C. 5 10⁵Pa D. 5 10⁶Pa 答案:B 解析:p = gh = 1.0 10 kg/m 10N/kg 5m = 5 10⁴Pa,故选 B。 5.下列实例中,利用连通器原理工作的是( ) A. 高压锅 B. 潜水艇 C. 船闸 D. 液压机 答案:C 解析:A 利用气压,B 利用浮力,C 利用连通器,D 利用帕斯卡原理,故选 C。 6.简述 “探究液体内部压强与深度的关系” 实验的主要步骤(至少写出 3 步)。 答案:① 将 U 形管压强计的探头放入盛水的烧杯中,保持探头方向不变,记录探头在液面下 5cm 处时 U 形管两侧液面的高度差;② 保持探头方向和液体密度不变,将探头下移至液面下 10cm 处,记录此时液面高度差;③ 再将探头下移至液面下 15cm 处,记录液面高度差;④ 对比三次高度差数据,分析液体压强与深度的关系。 7.一个装满水的圆柱形容器,底面积为 0.02m ,水深为 0.5m,求水对容器底部的压强和压力( 水 = 1.0 10 kg/m ,g 取 10N/kg)。 答案:压强为 5000Pa,压力为 100N 解析:① 压强 p = gh = 1.0 10 kg/m 10N/kg 0.5m = 5000Pa;② 压力 F = pS = 5000Pa 0.02m = 100N。 8.为什么深海鱼被捕捞上岸后会很快死亡?请用液体压强的知识解释。 答案:深海鱼长期生活在高压环境中,体内压强与外界海水压强相平衡;被捕捞上岸后,外界压强(大气压)远小于体内压强,体内的气体和体液会向外膨胀,导致鱼的器官受损,因此很快死亡。 9.某水库水深为 20m,求水库底部受到水的压强( 水 = 1.0 10 kg/m ,g 取 10N/kg)。如果水库底部有一个面积为 10cm 的小孔,水对小孔的压力是多少? 答案:压强为 2 10⁵Pa,压力为 200N 解析:① 压强 p = gh = 1.0 10 kg/m 10N/kg 20m = 2 10⁵Pa;② 受力面积 S = 10cm = 10 10⁻⁴m = 1 10⁻ m ;③ 压力 F = pS = 2 10⁵Pa 1 10⁻ m = 200N。 10.(多选)下列做法中,利用液体压强特点的是( ) 下列做法中,利用液体压强特点的是( ) A. 三峡大坝修成上窄下宽的形状 B. 用吸管喝饮料 C. 潜水员穿抗压潜水服 D. 用高压锅煮饭 答案:AC 解析:A 利用液体压强随深度增大而增大,底部加宽承受更大压强;B 利用大气压;C 利用深海高压,抗压服保护人体;D 利用气压,故选 AC。 11.用液体压强公式解释:为什么在游泳池中,人越往深处走,会感觉耳朵越疼? 答案:根据 p = gh,游泳池中水的密度 不变,g 为定值,人越往深处走,深度 h 越大,水对耳朵内部的压强 p 越大;耳朵内外的压强差逐渐增大,会压迫耳膜,因此感觉越疼。 12.请设计一个实验,验证 “同一深度,液体密度越大,压强越大”(写出实验器材、实验步骤、实验现象和实验结论)。 答案: 实验器材:U 形管压强计、两个相同的烧杯、水、盐水(密度大于水)、刻度尺。 实验步骤:① 在两个烧杯中分别装入等深度的水和盐水;② 将 U 形管压强计的探头放入水中,保持深度为 5cm(用刻度尺测量),记录 U 形管两侧液面的高度差;③ 保持探头深度不变,将探头放入盐水中相同深度处,记录此时液面的高度差。 实验现象:探头在盐水中时,U 形管两侧液面的高度差大于在水中时的高度差。 实验结论:同一深度,液体密度越大,压强越大。 学习反思 本节课学习中,你有哪些收获?还有哪些问题? 收获:_ 疑问:_ 学科网(北京)股份有限公司 $