2.3 压强 第2课时（导学案）科学新教材浙教版八年级上册

第3节 压强 （第2课时）（导学案） 【学习目标】 1. 科学观念：通过探索活动理解液体内部压强的特点，掌握影响液体内部压强大小的 因素，初步形成物体相互作用观。 2. 科学思维：通过处理实验数据，建立液体压强与深度、密度的多因素关联模型，提 升归纳能力；结合潜水舱抗压设计等工程实例，形成“现象观察→变量提取→规律推演→ 实践验证”的逻辑链，提升演绎思维品质。 3. 探究实践：分组实验探究液体内部压强大小的相关因素，观察实验现象，记录实验 数据，分析实验中所获得的信息，得出结论。 4. 态度责任：通过了解生活中液体压强的具体实例与深度参与小组探究活动，激发学 生对科学的好奇心和探索欲望，培养尊重他人、认真倾听的品质。通过了解我国深海载人 潜水器的发展历史与科研成就，感受国家科技实力强大，激发学生的民族自豪感。 【学习重点】 理解液体内部压强的特点；掌握影响液体内部压强大小的因素（深度、密度、方向）；会用 分析简单问题。 【学习难点】 正确理解“深度”的含义；运用控制变量法设计并完成液体内部压强的探究实验；对 的理解与计算。 【自主预习】（阅读教材 P82-P84，完成填空） 1. 液体由于受到重力作用，对容器的底部和侧壁都会产生压强；液体内部也存在压强。 2. 测量液体内部压强的仪器叫压强计，当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左、右两管内的液面会出现高度差。 3. 液体内部压强的计算公式为 ，其中 ρ 表示液体密度，g 取 9.8 N/kg，h 表示液体中某点到自由液面的深度。 4. 1 Pa＝1 N/m2；若已知液体的密度和深度，可直接用公式 p＝ρgh 计算液体压强。 【课堂探究】 探究一：液体压强的存在 1. 如图2.3-6甲所示，在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜，将水注入管内至约三分之一处，橡皮膜向下凸出；再注入至约三分之二处，橡皮膜凸出得更明显。说明：水对容器底有压强，且水的深度越大，产生的压强越大。 2. 如图2.3-6乙所示，在玻璃容器侧壁的出水口处蒙上橡皮膜，注入水后橡皮膜向外凸出；注入水越多，凸出越明显。说明：水对容器侧壁有压强，且水的深度越大，产生的压强越大。 3. 如图2.3-7所示，将蒙有橡皮膜的两端开口玻璃管竖直插入水中，橡皮膜向内凹陷；玻璃管下端距离水面越深，橡皮膜凹陷程度越大。说明：水向上有压强，且深度越深，压强越大。 图2.3-7 水的压强 提示：如果你去游泳，当水面到达胸部时会感到胸闷，这正是水的压强引起的。 探究二：液体压强计与探究液体内部压强的特点 液体压强计（图2.3-8）：当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大，两管内液面的高度差就越大。金属盒可以转动，使橡皮膜朝向不同方向。 图2.3-8 液体压强计 目标：用实验探究液体内部压强大小的相关因素。 器材：压强计，水杯，刻度尺等。 过程： 1. 提出问题：液体内部压强的大小与哪些因素有关？ 2. 建立猜想：液体的内部可能向各个方向都存在压强，这些压强可能相等；液体内部的压强大小可能与液体的深度有关；液体内部的压强大小可能与液体的密度有关。 3. 进行实验：每2～3人一组，利用一只压强计、一只盛有水的杯子、一把刻度尺，按表2.3-2的步骤进行实验，并将测量数据填入表中。 表2.3-2 水内部的压强记录表 实验序号 橡皮膜朝向 橡皮膜中心在水下的深度（单位：cm） U形管左、右两管内液面的高度差（单位：cm） 1 朝上 3 2 朝上 6 3 朝上 9 4 朝下 9 5 朝侧面 9 4. 实验结论：在液体内部的同一深度处，向各个方向都有压强，并且压强大小相等；深度越深，液体压强越大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 问题讨论：换用酒精重复上述实验，同一深度处的压强会变小，说明液体压强与液体密度有关。 探究三：液体压强的定量关系 1. 液体压强产生的原因：液体受重力作用，且具有流动性，所以对容器底部、侧壁及液体内部各个方向都有压强。 2. 计算公式：（ρ 表示液体密度，h 表示从自由液面向下的竖直深度）。 3. 公式说明：液体压强只与液体的密度和深度有关，与液体的多少、容器的形状、受力面积等无关。 例题 1 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，操作过程如图所示，发现两次实验中U形管内液面高度差相等。下列说法正确的是（　　） 例题1 图 A．此现象说明液体压强与液体密度无关 B．甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度 C．U形管内径越粗，实验效果越明显 D．U形管中液体密度越大，实验现象越明显 【答案】B 【解答】解：A、两次实验中，液体密度不同探头深度不同，但压强相等，这说明液体压强与液体密度是有关的，所以“此现象说明液体压强与液体密度无关”的说法错误，故A错误。 B、因为两次实验中U形管内液面高度差相等，说明压强相等，由于h甲＞h乙，根据可知，ρ甲＜ρ乙，故B正确。 C、U形管内径粗细不会影响液面高度差，压强差相同时，高度差相同，内径细并不会让实验效果更明显，故C错误。 D、根据，当探头处压强差一定时，U形管中液体密度越大，液面高度差越小，实验现象越不明显，故D错误。故选：B。 探究四：液体压强的应用 1. 水库大坝为什么下宽上窄？液体深度越深，产生的压强越大；大坝上窄下宽，坝底能承受更大的压强。 水库大坝——液体深度越大压强越大 2. 深海鱼类上岸为何死亡？深海鱼类长期生活在深海中，内脏器官适应了深海中巨大的压强；一旦离开海水，外界压强突然降低，内外压强差过大会使器官受损，导致其迅速死亡。 3. 深海载人潜水器：为了下潜到海洋的更深处，科学家研制了各种抗压的潜水器。2012年6月，蛟龙号深海载人潜水器在马里亚纳海沟创造了下潜7062 m的中国载人深潜纪录；2020年10月，奋斗者号深海载人潜水器成功下潜突破1万米，达到10058 m，创造了中国载人深潜的新纪录。截至2021年12月，奋斗者号已完成21次万米深潜任务。 图2.3-9 蛟龙号深海载人潜水器 图2.3-10 奋斗者号深海载人潜水器 【归纳整理】 1. 液体对容器的底部、侧壁都会产生压强，液体内部也存在压强。 2. 同一深度，液体向各个方向的压强大小相等；深度越深，液体压强越大；同一深度，液体密度越大，压强越大。 4. 应用：大坝上窄下宽、深海鱼上岸死亡、潜水器抗压设计等。 3. 液体压强公式：（ρ 为液体密度，h 为该点到自由液面的深度，g 取 9.8 N/kg）。 【课堂练习】 1．如图所示，水平桌面上两个容器中分别装有甲、乙两种液体，已知液体对杯底压强相等，则两种液体密度关系及A、B两点处的压强大小关系为（　　） A．ρ甲＞ρ乙，pA＞pB B．ρ甲＜ρ乙，pA＞pB C．ρ甲＜ρ乙，pA＜pB D．ρ甲＞ρ乙，pA＜pB 【答案】D 【解答】解：由图可知，甲、乙液体总深度h甲＜h乙，因为液体对杯底压强相等，即p甲底＝p乙底，所以由p＝ρgh可得，ρ甲＞ρ乙， A、B两点到杯底的深度相等，设为h， 杯底的压强等于A（B）点压强加上A（B）点到杯底的液体压强，所以有 p甲底＝pA+ρ甲gh＝pB+ρ乙gh＝p乙底，由于ρ甲＞ρ乙，所以ρ甲gh＞ρ乙gh，因此pA＜pB，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选：D。 2．如图，一杯装满奶茶的密封杯放在水平桌面上，现在将它倒过来放置，下列判断正确的是（　　） A．奶茶对杯底的压强变小 B．奶茶对杯底的压力变大 C．杯子对桌面的压力变小 D．杯子对桌面的压强变大 【答案】B 【解答】解：（1）由于容器装满奶茶，放置方式由甲变为乙，奶茶的深度不变，根据p＝ρgh可知，奶茶对容器底部产生的压强不变；由于受力面积变大，由F＝pS可知，水对容器底的压力变大； （2）将容器正放和倒放时，容器对水平桌面的压力都等于奶茶和容器总重，所以F不变；但放置方式由甲变为乙，受力面积变大，根据p可知，整个容器对水平桌面的压强变小。 综上所述，B正确，ACD错误。 故选：B。 3．盛有不同液体的甲、乙两个圆柱形容器放于水平桌面上（S甲＞S乙），如图所示，此时液体对容器底部的压强相等。以下说法中正确的是（　　） A．甲容器中液体的质量等于乙容器中液体的质量 B．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度 C．若倒入相等质量的原液体，则甲、乙两容器中液体对容器底部的压强p'甲＝p'乙 D．若抽出相等体积的原液体，则甲、乙两容器中液体对容器底部的压强p'甲＞p'乙 【答案】D 【解答】解：A．液体对容器底部的压强相等，容器底面积不同，S甲＞S乙，p甲＝p乙，因此G乙＝p乙S乙＜p甲S甲＝G甲，即G乙＜G甲，由可知，m乙＜m甲，即甲容器中液体质量大于乙容器中液体质量，故A错误； B．液体对容器底部压强相等，根据液体压强公式p＝ρgh，由图可知，h甲＞h乙，则ρ甲＜ρ乙，故B错误； C．若倒入相等质量的原液体，重力相同，此时F＝G，则p甲'p甲；p乙'p乙； 由图可知：S甲＞S乙，所以，p甲'＜p乙'，故C错误； D．若抽出相等体积的原液体，抽出后甲容器中液面的高度h甲′＝h甲，乙容器中液面的高度h乙′＝h乙； 则有：p甲'＝ρ甲gh甲′＝ρ甲g（h甲）＝ρ甲gh甲﹣ρ甲gp甲ΔVg， p乙'＝ρ乙gh乙′＝ρ乙g（h乙）＝ρ乙gh乙﹣ρ乙gp乙ΔVg， 已知，ρ甲＜ρ乙，由图可知，S甲＞S乙，则：，所以，p甲'＞p乙'，故D正确。 故选：D。 4．如图所示是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图像。设液体甲的密度为ρ甲，液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲　 　 ρ乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】大于。 【解答】解：根据液体压强计算公式p＝ρgh，在液体深度h保持不变的条件下，液体产生的压强p大小取决于液体的密度ρ。结合题目所给图像进行分析，取同一深度h作横轴的垂线，可以发现甲液体对应的压强值p甲明显高于乙液体对应的压强值p乙，即满足p甲＞p乙。由于深度相同，压强较大的液体其密度也较大，因此能够得出甲液体的密度大于乙液体的密度，即ρ甲＞ρ乙。 故答案为：大于。 5．如图所示，在“探究影响液体内部压强因素”的实验中，按压探头上的橡皮膜，发现U形管两侧的液面升降灵活，如图甲所示，说明U形管压强计　 　 （选填“漏气”或“不漏气”），调整好的U形管压强计　 　 （选填“是”或“不是”）利用连通器原理工作的。比较图乙、丙，可得出初步结论：其他条件相同时，液体　 　 越大，液体压强越大。 【答案】不漏气；不是；密度。 【解答】解：按压探头上的橡皮膜，U形管两侧的液面升降灵活，则装置气密性良好，说明U形管压强计不漏气。 U形管压强计因一端封闭，不属于连通器。 图乙和图丙中液体深度相同，密度不同，U形管两侧的液面高度差不同，液体密度越大的，U形管两侧的液面高度差越大，液体压强越大。 故答案为：不漏气；不是；密度。 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空、选择与计算；整理液体压强的特点及公式 p＝ρgh 的应用。 2.观察任务：列举生活中 2 个利用“液体深度越深压强越大”原理的实例，并简要解释。 3.拓展思考：潜水员为什么要穿抗压潜水服？潜水器为什么要用特殊材料制造？用液体压强公式加以说明。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 压强 （第2课时）（导学案） 【学习目标】 1. 科学观念：通过探索活动理解液体内部压强的特点，掌握影响液体内部压强大小的 因素，初步形成物体相互作用观。 2. 科学思维：通过处理实验数据，建立液体压强与深度、密度的多因素关联模型，提 升归纳能力；结合潜水舱抗压设计等工程实例，形成“现象观察→变量提取→规律推演→ 实践验证”的逻辑链，提升演绎思维品质。 3. 探究实践：分组实验探究液体内部压强大小的相关因素，观察实验现象，记录实验 数据，分析实验中所获得的信息，得出结论。 4. 态度责任：通过了解生活中液体压强的具体实例与深度参与小组探究活动，激发学 生对科学的好奇心和探索欲望，培养尊重他人、认真倾听的品质。通过了解我国深海载人 潜水器的发展历史与科研成就，感受国家科技实力强大，激发学生的民族自豪感。 【学习重点】 理解液体内部压强的特点；掌握影响液体内部压强大小的因素（深度、密度、方向）；会用 分析简单问题。 【学习难点】 正确理解“深度”的含义；运用控制变量法设计并完成液体内部压强的探究实验；对 的理解与计算。 【自主预习】（阅读教材 P82-P84，完成填空） 1. 液体由于受到重力作用，对容器的 和 都会产生压强；液体内部 压强。 2. 测量液体内部压强的仪器叫 ，当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左、右两管内的液面会出现 。 3. 液体内部压强的计算公式为 ，其中 ρ 表示液体密度，g 取 9.8 N/kg，h 表示液体中某点到自由液面的 。 4. 1 Pa＝1 N/m2；若已知液体的密度和深度，可直接用公式 计算液体压强。 【课堂探究】 探究一：液体压强的存在 1. 如图2.3-6甲所示，在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜，将水注入管内至约三分之一处，橡皮膜向下凸出；再注入至约三分之二处，橡皮膜凸出得更明显。说明：水对容器底有压强，且水的深度越大，产生的压强 。 2. 如图2.3-6乙所示，在玻璃容器侧壁的出水口处蒙上橡皮膜，注入水后橡皮膜向外凸出；注入水越多，凸出越明显。说明：水对容器侧壁有压强，且水的深度越大，产生的压强 。 3. 如图2.3-7所示，将蒙有橡皮膜的两端开口玻璃管竖直插入水中，橡皮膜向内凹陷；玻璃管下端距离水面越深，橡皮膜凹陷程度越大。说明：水向上有压强，且深度越深，压强 。 图2.3-7 水的压强 提示：如果你去游泳，当水面到达胸部时会感到胸闷，这正是水的 引起的。 探究二：液体压强计与探究液体内部压强的特点 液体压强计（图2.3-8）：当金属盒上的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大，两管内液面的高度差就越大。金属盒可以转动，使橡皮膜朝向不同方向。 图2.3-8 液体压强计 目标：用实验探究液体内部压强大小的相关因素。 器材：压强计，水杯，刻度尺等。 过程： 1. 提出问题：液体内部压强的大小与哪些因素有关？ 2. 建立猜想：液体的内部可能向各个方向都存在压强，这些压强可能相等；液体内部的压强大小可能与液体的深度有关；液体内部的压强大小可能与液体的密度有关。 3. 进行实验：每2～3人一组，利用一只压强计、一只盛有水的杯子、一把刻度尺，按表2.3-2的步骤进行实验，并将测量数据填入表中。 表2.3-2 水内部的压强记录表 实验序号 橡皮膜朝向 橡皮膜中心在水下的深度（单位：cm） U形管左、右两管内液面的高度差（单位：cm） 1 朝上 3 2 朝上 6 3 朝上 9 4 朝下 9 5 朝侧面 9 4. 实验结论：在液体内部的同一深度处，向各个方向都有压强，并且压强大小 ；深度越深，液体压强 。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强 。 问题讨论：换用酒精重复上述实验，同一深度处的压强会变小，说明液体压强与液体 有关。 探究三：液体压强的定量关系 1. 液体压强产生的原因：液体受重力作用，且具有 ，所以对容器底部、侧壁及液体内部各个方向都有 。 2. 计算公式：（ρ 表示液体密度，h 表示从自由液面向下的竖直深度）。 3. 公式说明：液体压强只与液体的密度和深度有关，与液体的多少、容器的形状、受力面积等 。 例题 1 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，操作过程如图所示，发现两次实验中U形管内液面高度差相等。下列说法正确的是（　　） 例题1 图 A．此现象说明液体压强与液体密度无关 B．甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度 C．U形管内径越粗，实验效果越明显 D．U形管中液体密度越大，实验现象越明显 探究四：液体压强的应用 1. 水库大坝为什么下宽上窄？液体深度越深，产生的压强 ；大坝上窄下宽，坝底能承受更大的 。 水库大坝——液体深度越大压强越大 2. 深海鱼类上岸为何死亡？深海鱼类长期生活在深海中，内脏器官适应了深海中巨大的 ；一旦离开海水，外界压强突然降低，内外压强差过大会使器官受损，导致其迅速死亡。 3. 深海载人潜水器：为了下潜到海洋的更深处，科学家研制了各种抗压的潜水器。2012年6月，蛟龙号深海载人潜水器在马里亚纳海沟创造了下潜7062 m的中国载人深潜纪录；2020年10月，奋斗者号深海载人潜水器成功下潜突破1万米，达到10058 m，创造了中国载人深潜的新纪录。截至2021年12月，奋斗者号已完成21次万米深潜任务。 图2.3-9 蛟龙号深海载人潜水器 图2.3-10 奋斗者号深海载人潜水器 【归纳整理】 1. 液体对容器的底部、侧壁都会产生压强，液体内部也存在压强。 2. 同一深度，液体向各个方向的压强大小相等；深度越深，液体压强越大；同一深度，液体密度越大，压强越大。 4. 应用：大坝上窄下宽、深海鱼上岸死亡、潜水器抗压设计等。 3. 液体压强公式：（ρ 为液体密度，h 为该点到自由液面的深度，g 取 9.8 N/kg）。 【课堂练习】 1．如图所示，水平桌面上两个容器中分别装有甲、乙两种液体，已知液体对杯底压强相等，则两种液体密度关系及A、B两点处的压强大小关系为（　　） A．ρ甲＞ρ乙，pA＞pB B．ρ甲＜ρ乙，pA＞pB C．ρ甲＜ρ乙，pA＜pB D．ρ甲＞ρ乙，pA＜pB 2．如图，一杯装满奶茶的密封杯放在水平桌面上，现在将它倒过来放置，下列判断正确的是（　　） A．奶茶对杯底的压强变小 B．奶茶对杯底的压力变大 C．杯子对桌面的压力变小 D．杯子对桌面的压强变大 3．盛有不同液体的甲、乙两个圆柱形容器放于水平桌面上（S甲＞S乙），如图所示，此时液体对容器底部的压强相等。以下说法中正确的是（　　） A．甲容器中液体的质量等于乙容器中液体的质量 B．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度 C．若倒入相等质量的原液体，则甲、乙两容器中液体对容器底部的压强p'甲＝p'乙 D．若抽出相等体积的原液体，则甲、乙两容器中液体对容器底部的压强p'甲＞p'乙 4．如图所示是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图像。设液体甲的密度为ρ甲，液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲　 　 ρ乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。 5．如图所示，在“探究影响液体内部压强因素”的实验中，按压探头上的橡皮膜，发现U形管两侧的液面升降灵活，如图甲所示，说明U形管压强计　 　 （选填“漏气”或“不漏气”），调整好的U形管压强计　 　 （选填“是”或“不是”）利用连通器原理工作的。比较图乙、丙，可得出初步结论：其他条件相同时，液体　 　 越大，液体压强越大。 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空、选择与计算；整理液体压强的特点及公式 p＝ρgh 的应用。 2.观察任务：列举生活中 2 个利用“液体深度越深压强越大”原理的实例，并简要解释。 3.拓展思考：潜水员为什么要穿抗压潜水服？潜水器为什么要用特殊材料制造？用液体压强公式加以说明。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $