第2节　液体压强（培优教学课件）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦液体压强的特点、大小计算及连通器应用，通过水库大坝形状、潜水服等生活问题导入，衔接实际现象与理论，借助实验活动和视频资源搭建学习支架，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于融合9段高质量视频（如感受液体压强、帕斯卡裂桶实验）与实验探究，通过控制变量法和转换法培养科学探究能力，液柱模型推导公式体现科学思维中的模型建构。学生能直观理解抽象概念，教师可灵活选用资源提升教学效率。

物理八年级下册•人教版 第九章 　压强 第2节 　液体压强 致：老师同学 1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，约257.77MB ppt共有55张、9段视频，可根据需要选择点播 …………………………………………………………………………… 2. 视频资源： ①视频讲解—《感受液体压强的存在1、2、3》 ②视频讲解—《微小压强计》 ③实验视频—《探究液体压强与哪些因素有关1、2》 ④视频讲解—《模拟帕斯卡裂桶实验》 ⑤视频讲解—《连通器》 ⑥视频讲解—《船闸工作原理》 …………………………………………………………………………… 3. 免责追责：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。 新课导入 大坝形状 为什么水库的大坝要设计成上窄下宽的形状？ 深海潜水 深海潜水 为什么潜水员下潜得越深，需要穿更坚固的潜水服？ 这些现象背后蕴含着怎样的物理原理呢？ 液体的压强 学习目标 物理观念 1. 理解液体压强的特点，并会将其与实际现象联系起来； 2. 能熟练应用液体压强的公式，并能进行简单计算； 3. 知道连通器的构造、特点及原理，并实际应用。 科学思维 1. 能在液体中抽象出液柱模型，并运用演绎推理的方法推导出液体压强的计算公式。 2. 能应用液体压强的相关知识，解释日常生活现象。 实验探究 通过实验探究收集信息，并基于证据总结归纳出液体压强与深度和液体密度之间的关系，经历完整的科学探究过程，提升科学探究的能力。 科学态度与责任 通过亲身参与探究液体压强与哪些因素有关的实验， 体验科学探究的全过程，形成严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。 重点难点 教学重点 通过实验探究液体压强的特点，液体压强公式的理论推导。 科学难点 应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。 学习内容 01 02 液体压强的特点 液体压强的大小 03 连通器 第2节 液体压强 一、液体压强的特点 一、液体压强的特点 活　动 【活动1】感受液体压强的存在 ①将水倒入底部由橡皮膜封住的容器，观察容器底的橡皮膜发生什么变化？ 橡皮膜会因水的重力作用而向下鼓胀。 液体对容器底部有压强。 一、液体压强的特点 ②在装满水的矿泉水瓶侧壁和上壁部位扎孔，往其中加水后会出现什么现象呢？ 液体对容器侧面有压强。 水会从侧面部分喷射出来。 水从上面小孔向上喷射出来。 液体对容器顶部有压强。 一、液体压强的特点 1.液体压强的产生 原因一：受重力作用 液体受到竖直向下的重力作用，因此会对支撑它的容器底部产生压强。 原因二：具有流动性 液体具有流动性，会向各个方向流动，故对阻碍它流动的容器侧壁也有压强。 一、液体压强的特点 微小压强计　　 橡皮膜 橡皮管 探头 U形管 工作原理 橡皮膜受压时，通过橡皮管传递压强，使U型管两侧液面产生高度差。 U形管两侧液面的高度差越大， 表示橡皮膜受到液体的压强越大。 转换法 2. 测量液体压强的工具 一、液体压强的特点 液体对容器侧壁、底部和顶部都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？它的特点又是怎样的呢？ 一、液体压强的特点 3. 实验：探究液体压强与哪些因素有关 演 示 【实验猜想】 液体深度不同，方形容器侧面和底部的薄膜凹陷的程度不同。 液体的压强可能与深度有关。 相同容积的水和酒精，水比酒精重， 所以水比酒精对容器底部的压强更大。 液体的压强可能与液体密度有关。 一、液体压强的特点 【实验装置】 微小压强计、水、 盐水、烧杯 【实验方法】 转换法、控制变量法 【实验思路】 　　改变探头在液体中的方向、深度，或把探头放在其他液体中，就能分别探究液体压强与方向、深度、液体密度等因素的关系。 一、液体压强的特点 【实验过程】 　　1.把探头放进盛水的容器中，保持探头在水中的深度不变， 改变探头的方向，看看同一深度向各个方向的压强是否相等。 　　2.增大探头在水中的深度，看看水内部的压强与深度的关系。 　　3.换用密度不同的液体 (如酒精、盐水等)，看看在 深度相同时，液体内部的压 强是否与液体的密度有关。 一、液体压强的特点 探究液体压强与哪些因素有关 一、液体压强的特点 【实验结论】 ①液体内部各个方向存在压强。在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等； ②在液体密度相同时，深度越大，压强越大； ③在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 一、液体压强的特点 ①实验中用到的方法 a. 转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。 b. 控制变量法： ②U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。 液体压强 密度 深度 深度相同改变液体密度 密度相同改变液体深度 【交流与合作】 第2节 液体压强 二、液体压强的大小 二、液体压强的大小 1.液体压强的大小 　　 （1）理论推导：如图设想有一水平放置的“平面”，平面上方的水组成了一个竖直液柱。液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。 设液体密度为ρ，高度为h，底面积为S。则： h s 平面上方的液柱对平面的压力 F=G=mg=ρVg=ρShg 平面受到的压强 p= F S = ρgSh S = ρgh 因此，液面下深度为h处液体的压强为 p=ρgh 二、液体压强的大小 （2）液体压强计算 p = ρgh p (液体压强)：单位为帕斯卡 (Pa) ρ (液体密度)：单位为千克每立方米 (kg/m³) g (重力加速度)：通常取 9.8 N/kg h (深度)：从液面到该点的竖直距离 (m)。注意区分深度与高度！ 液体压强与液体密度和深度有关，可用公式 　 来计算。 p=ρgh 深度h A 二、液体压强的大小 （3）液体压强的计算 【例题】有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的海水里，海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力！海水的压力果真有这么大吗？请通过估算加以说明。 解：因为是估算，海水密度可以取ρ=1×103kg/m3，g取10N/kg。 脚背宽度取8~10cm，脚背长度取12~15cm，则脚背面积为96~150cm2，近似取S=120cm2=1.2×10-2m2。 万米深处海水的压强：p=pgh 　　　　　　　　　　=1×103kg/m3×10N/kg×104m 　　　　　　　　　　=108Pa 二、液体压强的大小 脚背所受的压力F = pS =108Pa×1.2×10-2m2 =1.2×106N 一个成年人的质量约为60kg，所受的重力 G= mg =60kg×10N/kg = 6×102N 假设脚背所受的压力相当于n个成年人所受的重力，则 n = 1.2×106N 6×102N = 2000 估算结果表明，在万米深的海底，海水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力。 二、液体压强的大小 2. 液体压强有关的现象 水库大坝修建的上窄下宽 带鱼一般生活在海底较深处，液体压强很大，被捕捞上岸后，会无法适应外界低气压。 “奋斗号”下潜深度超过10000米。 二、液体压强的大小 液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服要更耐压，更厚重些。 恒压潜水服工作深度达660m 浅水游泳可以裸体 下潜深度达几十米以上，需要穿潜水服 二、液体压强的大小 如何算出液体压强的大小吗? 模拟帕斯卡裂桶实验 二、液体压强的大小 　　经测量，当水桶破裂时水柱高度大约为2.5m，水的密度取1.0×103kg/m3，请你估算一下模拟帕斯卡裂桶实验中，水桶受到的液体压强大约为_______Pa。 25×104 第2节 液体压强 二、连通器 三、连通器 为什么用水和一根透明塑料管就可以保证两个爆破点水平? 塑料管找水平 三、连通器 1. 连通器 （1）定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 （2）连通器的特点： 　　①基本原理：如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 连通器 三、连通器 ②原理解析： 假设容器底部有一个竖直方向的很薄的液片，分析图中F1与F2的大小。 　　　　　　　 F1 = p1S = ρgh1S 　　　　　　　 F2 = p2S = pgh2S 当两侧液面相平，h1=h2时，F1= F2， 液体不流动。 三、连通器 （3）连通器的应用 生活实例：茶壶 壶身与壶嘴构成连通器，当水静止时，两者水面总是保持相平，方便倒水。 工业应用：锅炉水位计 利用连通器原理，在锅炉外部安全地显示内部水位高度，防止干烧事故。 大型工程：船闸 世界上最大的连通器应用，通过控制闸门调节水位差，使船只顺利通航。 四、知识延伸 设柱形容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。 则液体对容器底部的压强为 p=ρgh 结论：在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体自身的重力 S ①柱形容器中液体的压力与液体重力的关系 则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS = ρgV液=m液g=G液 hS 等于液体的体积V液 液体对容器底部的压力为 F=G液 液体对容器底部的压力与容器形状的关系 设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。 则液体对容器底部的压强为 p=ρgh 结论：在口大底小的容器中，液体对容器底的压力小于液体的重力 ②口大底小容器中液体的压力与液体重力的关系 则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS ＜ρgV液=m液g=G液 液体对容器底部的压力为 F＜G液 S hS 小于液体的体积V液 四、知识延伸 设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。 则液体对容器底部的压强为 p=ρgh 结论：在口大底小的容器中，液体对容器底的压力大于液体的重力 ③口小底大容器中液体的压力与液体重力的关系 则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS ＞ρgV液=m液g=G液 液体对容器底部的压力为 F＞G液 hS 大于液体的体积V液 S 四、知识延伸 容器形状 液柱对容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力。 特点 柱形 上口大 上口小 容器底所受压力与 液体重力的关系 F=G液 F＜G液 F＞G液 归纳总结 四、知识延伸 三峡船闸——世界上最大的人造连通器 工程地位：三峡工程是我国举世瞩目的跨世纪工程，大坝上下游最大水位差达 113m，水能发电效益显著，但给航运带来船只升降难题。 航运解决方案：通过修建船闸解决船只通行问题， 船闸由闸室、上下游闸门和阀门组成。 船闸规模：三峡船闸是世界最大船闸，主体结构 段全长 1621m，船只需经 5 个闸室逐次升降， 每个闸室水位变化超 20m。 闸门特点：首级人字闸门尺寸巨大（高近 40m、 宽近 20m），承受水压极大，因此闸门厚达 3m， 被称为 “天下第一门”。 四、知识延伸 四、知识延伸 第一步：关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器。 第二步：闸室水面上升到跟上游水面相平后，打开上游闸门C。船驶入闸室。 第四步：闸室水面下降到跟下游水面相平后， 打开下游闸门D，船驶向下游。 第三步：关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一个连通器。 上游 下游 闸室 下游闸门D 上游闸门C 上游阀门A 下游阀门B 船闸工作示意图 船闸工作原理 液体的压强 液体压强的大小 五、课堂总结 液体压强的特点 定义 上端开口、下端连通的容器。 连通器 液体向各个方向都有压强。 液体压强与液体密度和深度有关。 公式：p = ρgh 特点 连通器里装同种液体且不流动时， 连通器各部分中的液面总是相平的。 应用 1. 甲、乙、丙是三个质量和底面积都相等的容器，若在容器中装入质量相等的水，则三个容器底部受到水的压强最大的是（　　） A．甲 　　　　　 B．乙 C．丙 　　　　　 D．一样大 六、练习与应用 C 【解析】 解：如图三容器装入相同质量的水，三容器内水的深度：h甲＜h乙＜h丙，根据p=ρgh可知，容器底部受到水的压强p甲＜p乙＜p丙，故C正确。 故选：C。 六、练习与应用 2. 三峡船闸是非常大的人造连通器，下列与它的原理相同的是（　　） A．液体压强计的设计 B．排水管的U形“反水弯” C．拦河大坝做成上窄下宽的形状 D．飞机的外形设计成“流线型” B 六、练习与应用 【解析】 解：A．液体压强计的一端开口，一端封闭，不是连通器，故A不正确； B．排水管的U形“反水弯”两端开口，中间相连通，是连通器，故B正确； C．拦河大坝做成上窄下宽的形状，是因为液体压强随深度的增加而增大，故C不正确； D．飞机的外形设计成“流线型”，是为了减小空气阻力，故D不正确。 故选：B。 六、练习与应用 3.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薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。 图中，在隔板两侧分别装入两种不同的液体，不能比较 出左右两侧液体密度大小关系的是（　　） A 六、练习与应用 【解析】 解：A、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明右边液体压强大，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以无法根据p=ρgh判断左右两侧液体密度大小关系。故A符合题意； B、由图可知，橡皮膜向右边凸起，说明左边液体压强大，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以根据p=ρgh可知，左侧液体的密度大于右侧液体密度。故B不合题意； C、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强大，而左边的液面高度等于右边液面的高度，所以根据p=ρgh可知，左侧液体的密度大于右侧液体密度。故C不合题意； D、由图可知，橡皮膜没有凸起，说明左右两边液体压强一样大，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以根据p=ρgh可知，左侧液体的密度大于右侧液体密度。故D不合题意。 故选：A。 六、练习与应用 4. 如图所示，水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器，两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体，两个容器中的液面高度相同。 下列说法正确的是（　　） A．两种液体的密度大小关系是ρa=ρb B．两种液体对容器底部的压强pa=pb C．两种液体对容器底压力的大小关系是Fa＜Fb D．两个容器对桌面压强的大小关系是p甲＞p乙 六、练习与应用 C 【解析】 解：A、由图可知，a、b两种液体的体积关系为Va＞Vb，而a、b两种液体的质量相等，根据　　可知，两种液体的密度大小关系ρa＜ρb，故A错误； BC、两个容器中的液面高度相同，即深度相同，由p=ρgh可知，两种液体对容器底部的压强关系pa＜pb；两个容器底面积大小相同，根据　　可知，两种液体对容器底压力的大小关系是Fa＜Fb，故B错误、C正确； D、容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力，根据F=G=mg可知两个容器对桌面的压力相同，根据　　可知，两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙，故D错误。 故选：C。 六、练习与应用 1．如图所示，放在水平桌面上完全相同的圆柱形容器中，装有不同的两种液体甲、乙，在两容器中同一高度处分别有A、B两点，若A、B两点的压强相等，则下列说法正确的是（　　） A．两种液体的密度关系是ρ甲=ρ乙 B．两种液体的质量关系是m甲＜m乙 C．两种液体对容器底的压强关系是p甲＞p乙 D．两容器对水平桌面的压强关系是p甲＜p乙 七、提升训练 C 【解析】 解：A、由图可知，A、B两点的深度hA＜hB，A、B两点的压强相等，根据p=ρgh可知，两种液体的密度关系ρ甲＞ρ乙，故A错误； BC、因为A、B两点到容器底的距离相等，ρ甲＞ρ乙，由p=ρgh可知，A、B两点以下的液体对容器底的压强关系p′A＞p′B，而两种液体对容器底的压强p甲=pA+p′A，p乙=pB+p′B，A、B两点的压强相等，即pA=pB，所以p甲＞p乙； 因两容器完全相同、底面积相同，由　　知，液体对容器底的压力F甲＞F乙，液体对容器底的压力等于液体的重力，故G甲＞G乙，由　　可知，两种液体的质量关系是m甲＞m乙，故B错误、C正确。 D、两容器对水平桌面的压力等于液体的重力与容器重力之和，因两容器完全相同、重力相同，所以两容器对水平桌面的压力F甲＞F乙，由　　可知两容器对水平桌面的压强关系是p甲＞p乙，故D错误。 故选：C。 七、提升训练 2．一敞口硬质透明塑料瓶，剪去瓶底后蒙上橡皮膜，再插 入盛水容器中，如图所示，以下对有关实验现象的描述、 分析正确的是（ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水）（　　） A．橡皮膜向上凹陷，说明液体内部有向下的压强 B．继续向下插入一大段距离，橡皮膜凹陷程度不变 C．若向塑料瓶内倒入盐水，直至瓶内外液面相平，橡皮膜会向下凸起 D．若向塑料瓶内倒入酒精，直至橡皮膜变平，酒精液面将低于瓶外水面 C 七、提升训练 【解析】 解：A.橡皮膜向上凹陷，说明液体内部有向上的压强，故A错误； B.继续向下插入一大段距离，液体的压强随深度增加而增大，橡皮膜凹陷程度变大，故B错误； C.若向塑料瓶内倒入盐水，直至瓶内外液面相平，橡皮膜会向下凸起，故C正确； D.若向塑料瓶内倒入酒精，直至橡皮膜变平，液体密度越大，液体深度越小，酒精液面将高于瓶外水面，故D错误； 故选：C。 七、提升训练 3．如图所示的装置中，A、B是一段内径粗细不同的玻璃管，它与蓄水容器相连，在玻璃管较粗和较细的部分，各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是A、B玻璃管内同一水平线上的两个点，分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K，将水注入蓄水容器中，根据_______原理，两竖直细玻璃管内水面是相平的；打开阀门K，水流出过程中，M点的压强_____（选填“大于”“等于”或“小于”） N点的压强。 五、提升训练 连通器 小于 五、提升训练 【解析】解：（1）由图可知，关闭阀门K，将水注入蓄水容器中，两支竖直细玻璃管和蓄水容器共同构成了上端开口、下部连通的容器，根据连通器原理，两竖直细玻璃管内水面是相平的； （2）打开阀门K，水流出过程中，M点较细，水的流速大、压强小，N点较粗，水的流速小、压强大，故M点的压强小于N点的压强。 故答案为：连通器；小于。 4．如图所示是某同学研究液体压强时，绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图象，由图可知，甲、乙两种液体密度的大小关系为ρ甲____ρ乙，其中___种液体是水。 五、提升训练 乙 大于 【解析】解：当h=4cm时，由图像可知，p甲＞p乙，由p=ρgh可知，甲液体的密度大； 当h=8cm=0.08m时，由图像可知，p乙=800Pa, 由p=ρgh可知，乙液体的密度： 因此乙液体是水。 故答案为：大于；乙。 五、提升训练 $