第二节 探究：液体压强与哪些因素有关（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

第2节 探究：液体压强与哪些因素有关（导学案） 【学习目标】 1.知道液体内部存在着压强。了解液体内部压强的特点，知道液体压强与哪些因素有关。 2.理解液体压强的公式，并能够进行简单计算。 3.从物理学角度理解连通器原理。 【学习重点】 探究液体内部压强的特点。 【学习难点】 理解影响液体内部压强大小的因素；连通器的特点和应用。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.液体压强产生原因：液体 受重力 ，且具有 流动性 。 2.液体压强的特点： （1）液体内部向 各个方向 都有压强。 （2）在同一液体内部的同一深度，向各个方向的压强都 相等 。 （3）同种液体，深度越大，压强 越大 。 （4）在深度相同时，液体的 密度 越大，压强越大。 3.液体压强的公式： 。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。 4.连通器 （1）概念： 上端开口，下端相连的容器 。 （2）特点：连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面高度总是 相同 。 （3）应用：船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等 【探究新知】 【学习任务一】液体压强 （1）做中学 观察水的压强： ①实验步骤： 如图（a）所示，玻璃容器侧面的高、中、低部各有一个完全相同的孔，三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。 往容器中加水，使水面高过最上面的孔（b），观察三张橡皮膜加水前后的变化，你能得出什么结论？ ②实验现象：封住三个孔的橡皮膜都凸出来了；不同深度处的橡皮膜凸出程度不一样，并且越往下凸出的越明显；如果把橡皮膜取掉，会怎么样呢？ ③实验结论： 液体对容器底和容器侧壁都有压强；并且液体在不同深度处的压强不一样。 （2）液体压强产生原因： 液体受重力且具有流动性，所以液体内向各个方向都有压强。 液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？下面，我们通过实验进一步探究。 【例题1】如图中，将一个空塑料药瓶的瓶口扎上橡皮膜，放入水中同一深度，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，发现橡皮膜都向 （选填“内凹”或“外凸”），根据液体内部压强的特点可知第 次橡皮膜形变的程度更明显。 【答案】 内凹 二 【解析】[1]由于液体内部朝各个方向都有压强，所以瓶口不论是朝上还是朝下橡皮膜都会向内凹。 [2]根据液体压强的公式可知，在同种液体中，深度越大，压强越大。由于第二次瓶口朝下时橡皮膜所处位置的深度比第一次瓶口朝上时橡皮膜所处位置的深度深，因此第二次橡皮膜受到的压强比第一次橡皮膜受到的压强大，故第二次橡皮膜向内凹陷的程度更明显。 【例题2】如图所示是装有水的气球，水由于受到 的作用，从而对气球的底部产生压强；用手指挤压气球的侧面，放手后气球侧面恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对气球侧面也产生压强。 【答案】 重力 流动性 【解析】[1]装有水的塑料袋底部突起，这是因为水受到重力的作用，从而对塑料袋底部产生压强。 [2]手指挤压装有水的塑料袋侧壁，放手后塑料袋恢复原状，说明液体具有流动性，正是因为液体的流动性，所以液体对塑料袋侧壁也产生压强。 【学习任务二】实验：探究液体压强与哪些因素有关 1.提出问题： 液体压强与哪些因素有关？ 2.猜想与假设： （1）液体压强可能与液体深度有关？ （2）是否还与液体的密度有关？ 你还能想出可能与哪些因素有关？ 3.实验目的： （1）探究液体压强与哪些因素有关。 （2）学习使用U形管压强计测量液体压强。液体压强与哪些因素有关？ 4.实验器材： U形管压强计、盛水容器、水、酒精、盐水等。 5.U形管压强计： （1）U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度，则U形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。（转换法） （2）检查气密性：用手按压探头上的橡皮膜，若液柱高度差变化小，则说明气密性差。则应拆除软管重新安装。 6.实验设计： 我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。 7.实验步骤： （1）探究金属盒放置的方向不同对压强的影响。 将检查过气密性的U形管压强计的金属盒放入水中一定深度，仅改变金属盒的方向，观察U形管两管液面高度差的变化。 （2）探究水的深度不同对压强的影响。 控制探头在同种液体中的方向不变，改变探头在液体中的深度，观察U形管两侧的液面高度差。 （3）探究液体密度不同对压强的影响。 控制探头在液体中的深度和方向不变，改变液体密度，观察U形管两侧的液面高度差。 （4）多次实验：更换不同液体，重复上面实验，得出普遍规律。 8.实验结论： （1）在同一深度，液体内部向各个方向的压强都相等。 （2）在同一液体中，液体的压强随深度的增加而增大。 （3）在同一深度处，液体密度越大，液体的压强也越大。 影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。 9.反思交流： （1）与不同组同学交流，看结果是否相同？若不同，分析其原因。 （2）你还有哪些猜想？设计实验验证你的猜想。 大量实验表明： 在相同液体内部，同一深度处各个方向的压强大小相等，深度越深，压强越大；在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大 10.学以致用：你能用刚才学习的液体压强特点一一解答吗？ （1）我们站在齐胸深的水中时，为什么会觉得呼吸略微有些困难？ （2）深海潜水为什么必须穿上特制的潜水服？ （3）修建水坝时，水坝的下部为什么总要比上部宽些？ 奋斗者”号载人潜水器 2020年6月19日，中国万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。2020年10月27日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。 【例题3】小明利用如图所示的装置做“研究液体内部的压强”实验。 （1）实验前，小明发现当压强计的探头在空气中时，U形管左右两侧的液面不相平，如图甲所示，接下来他的操作是 ； （2）为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选较 （选填“厚”或“薄”）的；在U形管中注入 （选填“有色”或“无色”）液体，以便于观察； （3）比较图乙、丙得到的结论是 ； （4）要探究液体的压强与液体的密度是否有关，应选择图中的 两图进行对比； （5）在同一水平桌面上的两个相同的容器中分别盛有A、B两种液体，液面相平，将两个完全相同的U形管压强计的探头分别放入液体中不同位置，U形管内液面的高度差相同，如图所示，此时容器底所受液体压强分别为pA、pB，两探头上的橡皮膜所受液体压强分别为p'A、p'B则pA pB，p'A p'B（以上均选填“>”“=”或“<”）； （6）小明完成上述实验后与同学经过交流又设计了一个实验装置，如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时，其形状发生改变。若往隔板两侧分别加入两种不同的液体，其中不能比较两种液体密度大小关系的是 （选填字母）。 A．         B．  C．          D． 【答案】 拆除软管重新安装 薄 有色 同种液体中，液体压强随液体深度的增大而增大 乙丁 ＜ = D 【解析】（1）[1]实验前，小明发现当压强计的探头在空气中时，U形管左右两侧的液面不相平，说明左右两侧液面上方气体压强不同，接下来他应该拆除软管重新安装，使U形管左右两侧的液面相平。 （2）[2]为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选较薄的，较薄的橡皮膜比较容易发生形变。 [3]在U形管中注入有色液体，有色液体与周围环境的颜色对比比较明显，便于观察。 （3）[4]比较图乙、丙，探头在海水中的深度越深，U形管两边液面高度差越大，说明同种液体中，液体压强随液体深度的增大而增大。 （4）[5]要探究液体的压强与液体的密度是否有关，要控制高度相同，改变而已密度，因此应选择图中的乙丁两图进行对比。 （5）[6][7]U形管内液面的高度差相同,说明此时两橡皮膜所受液体压强相同，即p'A=p'B;两容器内液面相平，A液体中金属盒的深度大，根据液体压强计算公式p=ρgh可知ρA<ρB,由图知甲、乙的液面相平，且ρA<ρB，根据液体压强计算公式p=ρgh可知pA<pB。 （6）[8]A．图中橡皮膜向右凸起，说明左边液体在橡皮膜处产生的压强大于右边液体在橡皮膜处产生的压强，左右两边液体到橡皮膜处的深度相同，由得，左边液体密度大于右边液体密度，故A不符合题意； B．图中橡皮膜向右凸起，说明左边液体在橡皮膜处产生的压强大于右边液体在橡皮膜处产生的压强，左边液体到橡皮膜处的深度较小，由得，左边液体密度大于右边液体密度，故B不符合题意； C．图中橡皮膜保持在竖直位置保持平整，说明左右两边液体在橡皮膜处产生的压强相等，而左边液体到橡皮膜处的深度较小，由得，左边液体密度大于右边液体密度，故C不符合题意； D．图中橡皮膜向左凸起，说明右边液体在橡皮膜处产生的压强大于左边液体在橡皮膜处产生的压强，右边液体到橡皮膜处的深度较小，由得，右边液体产生压强大，可能是深度引起的，无法判断液体密度大小，故D符合题意。 故选D。 【学习任务三】液体压强计算 1.液体压强公式：p=ρgh 其中，密度 ρ 的单位为kg/m3，深度h的单位为m，压强 p 的单位为Pa。 2.液体压强公式推导： 盛有液体的容器，设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强，就能得到深度为h处的液体压强。 液体的密度为ρ，液柱的质量m = Vρ，液柱的体积V = Sh。 那么，液柱对其底面的压力 F = mg = Vρg = Shρg 液柱对其底面的压强 由公式可知，只要知道液体的密度、液体的深度，便可算出某深度处液体的压强。 3.如何理解深度： h指从液面往下测量到某点的竖直距离。 公式p=ρgh只适用求液体压强。 4.帕斯卡和帕斯卡实验： （1）帕斯卡（B. Pascal，1623—1662）是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动，尤其在对大气压强研究方面取得了成就，还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处，而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位。 （2）帕斯卡实验：1648年，帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上，插入一根细长的管子，并从楼房的阳台上向细管子里灌水，结果只用了几杯水，竟把木桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。 【例题4】如图所示，鱼缸里有许多缓慢游动的鱼，A、B、C是其中三条鱼上的某点，已知A点的压强为帕，则A点所处的深度为 米；B点受到水的压力方向为向 （选填“上”或“下”）；若C点的深度比A点增加0.1米，则C点水的压强为 帕。 【答案】 0.05 上 1470 【解析】[1]由可得，A点的深度为 [2]由图可知，B点位于鱼的下侧，故B点受到水的压强方向为向上。 [3]C点的深度为 所以C点水的压强为 【学习任务四】与液体压强相关的应用实例 1.连通器： （1）定义： 我们把上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 （2）特点： 静止在连通器内的同种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。 （3）连通器特点分析： 如图，当同种液体不流动时，设想在U形管下部正中有 液片A。由于液片A静止不动，处于平衡状态，因此，液 片A两面的受力是相等的，受到的压强也相等。根据液体 压强与深度的关系，可知左右两管中液体的深度应该相同。 （4）生活中的连通器： A.茶壶通过壶嘴和壶身组成连通器，方便人们倒水； B.水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水。还有锅炉水位计。 C.船闸是最大的连通器，它通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位，以方便船舶通航。看图说说船是如何通过船闸的？ 2.拓展一步：液压机 （1）帕斯卡定律： 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。 （2）液压机工作原理： 两个活塞与同一容器的液体相接触，施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞，大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。 （3）生活中的液压机：千斤顶 如图所示，人们通过机械给小活塞施加力，密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞，大活塞因此获得更大的力，再通过机械将物体（如小汽车）顶起。 【例题5】根据连通器的原理，下列情形中，当水面静止时，液面的位置符合事实的是（    ） A．U形管中的液面位置 B．茶壶倾斜时，壶身和壶嘴中的液面位置 C．下水道存水弯中的液面位置 D．锅炉液位计液面的位置 【答案】C 【解析】连通器原理：连通器中装有同种液体，当液体静止时，液面是相平的。根据题意知道，四个容器都是连通器，都装有水，是同种液体，静止时液面是相平的正确，由图知道，只有C正确，符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．如图所示，压强计在使用过程中是通过观察U形管中两端液面的高度差来反映被测压强的大小，这种方法是我们物理实验中常用到的（　　） A．转换法 B．推理法 C．等效替代法 D．控制变量法 【答案】A 【解析】液体压强大小不能直接观察，用U形管内液面高度差显示水内部压强的大小，运用的是转换法，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中d是从a孔喷出水的落点 B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关 C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关 D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多 【答案】B 【解析】ABD．a、b在同一竖直线上，b孔的深度更大，从b孔喷出的水比从a孔喷出的水急而远，这说明水内部的压强随深度增加而增大；由于b点处水的压强要大于a处水的压强，从而导致了b处得水流速度大于a处得水流速度，所以相同时间内b孔喷出水的质量多，故AD错误，B正确； C．由于该实验只用了水，无法判断其它液体的情况，即没有控制变量，所以，无法判断液体内部压强的大小是否与液体的密度有关，故C错误。 故选D。 3．如图所示，三个底面积相同，但开口形状不同的容器放在水平桌面上，往容器中加入相同深度的水，则三个容器底受到的压力（　　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 【答案】D 【解析】三个容器里面都是水，且深度相同，根据可知，三个容器底部受到的压强相等，而且三个容器的底面积相同，根据可知三个容器底受到的压力相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．如图所示，某同学将压强计的金属盒分别放入深度相同的甲、乙两种液体中，从图中可以得到的结论是（　 　） A．甲液体的密度大于乙液体的密度 B．甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强 C．甲液体的密度小于乙液体的密度 D．甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强 【答案】A 【解析】用压强计探究液体内部压强时，液体内部压强的大小是通过U形管两侧的液面高度差来反映的，U形管两侧液面的高度差越大，液体压强越大。由图可知，压强计的金属盒所处的深度相同，朝向相同，甲、乙两种液体的密度不同；甲图中U形管两边的高度差大于乙图中U形管两边的高度差，所以，甲金属盒处的压强大于乙金属盒处的压强，根据p=ρgh可知，甲液体的密度大于乙液体的密度。 故选A。 5．（2022下·内蒙古巴彦淖尔·八年级校考期中）如图所示，三个规格相同的杯子里分别装有水，盐水和酒精。它们对容器底部的压强相同，根据杯中液面的位置可以判定（　　） A．甲杯是水，乙杯是盐水 B．乙杯是盐水，丙杯是水 C．甲杯是盐水，乙杯是酒精 D．乙杯是水，丙杯是酒精 【答案】B 【解析】ABCD．由图可知，三杯子中液体的深度关系为 因三液体对容器底部的压强相同，所以，由的变形式可知，三液体的密度关系为 由于 可知，甲是酒精，乙是盐水，丙是水，故ACD不符合人题意，B符合题意。 故选B。 6．物理知识与日常生活和技术密切相关。下图（a）中双肩背包的背带做的较宽，是为了减小 ；图（b）中船闸是利用了 原理；图（c）三峡大坝筑成上窄下宽，是因为液体内部压强随 增加而增大。 【答案】 压强 连通器 深度 【解析】[1]图（a）中双肩背包的背带做的较宽，增大了受力面积，由得，在压力一定时，减小了压强。 [2]图（b）中船闸是利用了连通器原理，当阀门打开时形成连通器，液体由高处向低处流，当液体不流动时，液面相平。 [3]图（c）三峡大坝筑成上窄下宽，是因为液体内部压强随液体深度增加而增大，越深处压强越大，下面宽大，承受压强的能力大。 7．我国研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器取得世界级成果，刷新了我国潜水 器最大下潜深度记录。我国的科技进步激发了小强同学探究液体内部压强的兴趣，他的实验过程如图所示。 （1）使用前用手指按压金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。小强在实验过程中通过观察U形管 来比较液体内部压强的大小； （2）比较乙、丙两次实验可知：同种液体内部压强随深度的增加而 这是拦河大坝要做成 形状的原因（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）； （3）在乙图中，若将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，则可以观察到U形管两边液面的高度差将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）“海斗一号”深潜到10000m 时每平方米的舱体上受到海水的压力为 N（g 取10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m2）。 【答案】 不漏气 两边液面的高度差 增大 上窄下宽 变大 1.03×108 【解析】（1）[1]使用前用手指按压金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明管内气压大于大气压，装置不漏气。 [2]本装置利用了转换法，通过观察U形管内液面的高度差来比较液体压强的大小。 （2）[3]比较乙、丙两次实验深度变深U形管内液面的高度差越大，可得处结论：同种液体内部压强随深度的增加而增大。 [4]因为液体内部压强随深度的增加而增大，故拦河大坝的下部受到水的压强大，因此要做成上窄下宽的形状。 （3）[5]若将烧杯中的水换成盐水，深度不变，液体密度越大，压强越大，因此U形管两边液面的高度差将变大。 （4）[6]“海斗一号”深潜到10000m时每平方米的舱体上受到海水的压力 F=ρ海水ghS=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m×1m2=1.03×108N 8．如图所示，面积为的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸，鱼缸重为10N，内外底面积均为。缸内有质量为3kg的水和一条质量为100g的鱼，此时水的深度为20cm，（忽略鱼缸厚度，g取）求： （1）水对鱼缸底的压强； （2）水对鱼缸底产生的压力； （3）当鱼浮出水面呼吸的时候，鱼缸对桌面产生的压强。 【答案】（1）Pa；（2）20N；（3）4100Pa 【解析】解：（1）水对鱼缸底的压强 （2）鱼缸的底面积 由可知，水对缸底产生的压力 （3）鱼的重力 水的重力 鱼缸对桌面的压力 鱼缸对桌面产生的压强 答：（1）水对鱼缸底的压强为Pa； （2）水对鱼缸底产生的压力为20N； （3）当鱼浮出水面呼吸的时候，鱼缸对桌面产生的压强为4100Pa。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 探究：液体压强与哪些因素有关（导学案） 【学习目标】 1.知道液体内部存在着压强。了解液体内部压强的特点，知道液体压强与哪些因素有关。 2.理解液体压强的公式，并能够进行简单计算。 3.从物理学角度理解连通器原理。 【学习重点】 探究液体内部压强的特点。 【学习难点】 理解影响液体内部压强大小的因素；连通器的特点和应用。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.液体压强产生原因：液体 ，且具有 。 2.液体压强的特点： （1）液体内部向 都有压强。 （2）在同一液体内部的同一深度，向各个方向的压强都 。 （3）同种液体，深度越大，压强 。 （4）在深度相同时，液体的 越大，压强越大。 3.液体压强的公式： 。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。 4.连通器 （1）概念： 。 （2）特点：连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面高度总是 。 （3）应用：船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等 【探究新知】 【学习任务一】液体压强 （1）做中学 观察水的压强： ①实验步骤： 如图（a）所示，玻璃容器侧面的高、中、低部各有一个完全相同的孔，三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。 往容器中加水，使水面高过最上面的孔（b），观察三张橡皮膜加水前后的变化，你能得出什么结论？ ②实验现象：封住三个孔的橡皮膜都 ；不同深度处的橡皮膜凸出程度不一样，并且越往下凸出的越 ；如果把橡皮膜取掉，会怎么样呢？ ③实验结论： 液体对容器底和容器侧壁都有 ；并且液体在不同深度处的压强 。 （2）液体压强产生原因： 液体受 且具有 ，所以液体内向 都有压强。 液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？下面，我们通过实验进一步探究。 【例题1】如图中，将一个空塑料药瓶的瓶口扎上橡皮膜，放入水中同一深度，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，发现橡皮膜都向 （选填“内凹”或“外凸”），根据液体内部压强的特点可知第 次橡皮膜形变的程度更明显。 【例题2】如图所示是装有水的气球，水由于受到 的作用，从而对气球的底部产生压强；用手指挤压气球的侧面，放手后气球侧面恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对气球侧面也产生压强。 【学习任务二】实验：探究液体压强与哪些因素有关 1.提出问题： 液体压强与哪些因素有关？ 2.猜想与假设： （1）液体压强可能与液体深度有关？ （2）是否还与液体的密度有关？ 你还能想出可能与哪些因素有关？ 3.实验目的： （1）探究液体压强与哪些因素有关。 （2）学习使用U形管压强计测量液体压强。液体压强与哪些因素有关？ 4.实验器材： U形管压强计、盛水容器、水、酒精、盐水等。 5.U形管压强计： （1）U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度，则U形管两管液面 可反映该深度的液体压强的大小。（转换法） （2）检查气密性：用手按压探头上的橡皮膜，若液柱高度差变化小，则说明气密性差。则应拆除软管重新安装。 6.实验设计： 我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。 7.实验步骤： （1）探究金属盒放置的方向不同对压强的影响。 将检查过气密性的U形管压强计的金属盒放入水中一定深度，仅改变金属盒的 ，观察U形管两管液面高度差的变化。 （2）探究水的深度不同对压强的影响。 控制探头在同种液体中的方向不变，改变探头在液体中的 ，观察U形管两侧的液面高度差。 （3）探究液体密度不同对压强的影响。 控制探头在液体中的深度和方向不变，改变 ，观察U形管两侧的液面高度差。 （4）多次实验：更换不同液体，重复上面实验，得出普遍规律。 8.实验结论： （1）在同一深度，液体内部向各个方向的压强都 。 （2）在同一液体中，液体的压强随深度的增加而 。 （3）在同一深度处，液体密度越大，液体的压强也越 。 影响液体压强的因素是液体 和液体 。 9.反思交流： （1）与不同组同学交流，看结果是否相同？若不同，分析其原因。 （2）你还有哪些猜想？设计实验验证你的猜想。 大量实验表明： 在相同液体内部，同一深度处各个方向的压强大小相等，深度越深，压强越大；在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大 10.学以致用：你能用刚才学习的液体压强特点一一解答吗？ （1）我们站在齐胸深的水中时，为什么会觉得呼吸略微有些困难？ （2）深海潜水为什么必须穿上特制的潜水服？ （3）修建水坝时，水坝的下部为什么总要比上部宽些？ 奋斗者”号载人潜水器 2020年6月19日，中国万米载人潜水器正式命名为奋斗者号。2020年10月27日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。 【例题3】小明利用如图所示的装置做“研究液体内部的压强”实验。 （1）实验前，小明发现当压强计的探头在空气中时，U形管左右两侧的液面不相平，如图甲所示，接下来他的操作是 ； （2）为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选较 （选填“厚”或“薄”）的；在U形管中注入 （选填“有色”或“无色”）液体，以便于观察； （3）比较图乙、丙得到的结论是 ； （4）要探究液体的压强与液体的密度是否有关，应选择图中的 两图进行对比； （5）在同一水平桌面上的两个相同的容器中分别盛有A、B两种液体，液面相平，将两个完全相同的U形管压强计的探头分别放入液体中不同位置，U形管内液面的高度差相同，如图所示，此时容器底所受液体压强分别为pA、pB，两探头上的橡皮膜所受液体压强分别为p'A、p'B则pA pB，p'A p'B（以上均选填“>”“=”或“<”）； （6）小明完成上述实验后与同学经过交流又设计了一个实验装置，如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时，其形状发生改变。若往隔板两侧分别加入两种不同的液体，其中不能比较两种液体密度大小关系的是 （选填字母）。 A．         B．  C．          D． 【学习任务三】液体压强计算 1.液体压强公式： 其中，密度 ρ 的单位为kg/m3，深度h的单位为m，压强 p 的单位为Pa。 2.液体压强公式推导： 盛有液体的容器，设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强，就能得到深度为h处的液体压强。 液体的密度为ρ，液柱的质量m = Vρ，液柱的体积V = Sh。 那么，液柱对其底面的压力 F = mg = Vρg = Shρg 液柱对其底面的压强 由公式可知，只要知道液体的密度、液体的深度，便可算出某深度处液体的压强。 3.如何理解深度： h指从液面往下测量到某点的竖直距离。 公式p=ρgh只适用求液体压强。 4.帕斯卡和帕斯卡实验： （1）帕斯卡（B. Pascal，1623—1662）是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动，尤其在对大气压强研究方面取得了成就，还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处，而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位。 （2）帕斯卡实验：1648年，帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上，插入一根细长的管子，并从楼房的阳台上向细管子里灌水，结果只用了几杯水，竟把木桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。 【例题4】如图所示，鱼缸里有许多缓慢游动的鱼，A、B、C是其中三条鱼上的某点，已知A点的压强为帕，则A点所处的深度为 米；B点受到水的压力方向为向 （选填“上”或“下”）；若C点的深度比A点增加0.1米，则C点水的压强为 帕。 【学习任务四】与液体压强相关的应用实例 1.连通器： （1）定义： 我们把上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 （2）特点： 静止在连通器内的 液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在 。 （3）连通器特点分析： 如图，当同种液体不流动时，设想在U形管下部正中有 液片A。由于液片A静止不动，处于平衡状态，因此，液 片A两面的受力是相等的，受到的压强也相等。根据液体 压强与深度的关系，可知左右两管中液体的深度应该相同。 （4）生活中的连通器： A.茶壶通过壶嘴和壶身组成连通器，方便人们倒水； B.水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水。还有锅炉水位计。 C.船闸是最大的 ，它通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位，以方便船舶通航。看图说说船是如何通过船闸的？ 2.拓展一步：液压机 （1）帕斯卡定律： 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。 （2）液压机工作原理： 两个活塞与同一容器的液体相接触，施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞，大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。 （3）生活中的液压机：千斤顶 如图所示，人们通过机械给小活塞施加力，密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞，大活塞因此获得更大的力，再通过机械将物体（如小汽车）顶起。 【例题5】根据连通器的原理，下列情形中，当水面静止时，液面的位置符合事实的是（    ） A．U形管中的液面位置 B．茶壶倾斜时，壶身和壶嘴中的液面位置 C．下水道存水弯中的液面位置 D．锅炉液位计液面的位置 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．如图所示，压强计在使用过程中是通过观察U形管中两端液面的高度差来反映被测压强的大小，这种方法是我们物理实验中常用到的（　　） A．转换法 B．推理法 C．等效替代法 D．控制变量法 2．同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中d是从a孔喷出水的落点 B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关 C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关 D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多 3．如图所示，三个底面积相同，但开口形状不同的容器放在水平桌面上，往容器中加入相同深度的水，则三个容器底受到的压力（　　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 4．如图所示，某同学将压强计的金属盒分别放入深度相同的甲、乙两种液体中，从图中可以得到的结论是（　 　） A．甲液体的密度大于乙液体的密度 B．甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强 C．甲液体的密度小于乙液体的密度 D．甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强 5．如图所示，三个规格相同的杯子里分别装有水，盐水和酒精。它们对容器底部的压强相同，根据杯中液面的位置可以判定（　　） A．甲杯是水，乙杯是盐水 B．乙杯是盐水，丙杯是水 C．甲杯是盐水，乙杯是酒精 D．乙杯是水，丙杯是酒精 6．物理知识与日常生活和技术密切相关。下图（a）中双肩背包的背带做的较宽，是为了减小 ；图（b）中船闸是利用了 原理；图（c）三峡大坝筑成上窄下宽，是因为液体内部压强随 增加而增大。 7．我国研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器取得世界级成果，刷新了我国潜水 器最大下潜深度记录。我国的科技进步激发了小强同学探究液体内部压强的兴趣，他的实验过程如图所示。 （1）使用前用手指按压金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。小强在实验过程中通过观察U形管 来比较液体内部压强的大小； （2）比较乙、丙两次实验可知：同种液体内部压强随深度的增加而 这是拦河大坝要做成 形状的原因（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）； （3）在乙图中，若将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，则可以观察到U形管两边液面的高度差将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）“海斗一号”深潜到10000m 时每平方米的舱体上受到海水的压力为 N（g 取10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m2）。 8．如图所示，面积为的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸，鱼缸重为10N，内外底面积均为。缸内有质量为3kg的水和一条质量为100g的鱼，此时水的深度为20cm，（忽略鱼缸厚度，g取）求： （1）水对鱼缸底的压强； （2）水对鱼缸底产生的压力； （3）当鱼浮出水面呼吸的时候，鱼缸对桌面产生的压强。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $