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第2节 液 体 的 压 强
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第1课时
1.认识液体的内部和液体对容器底部、侧壁都有压强；
2.认识液体压强与液体深度和密度的关系，能准确表述液体内部压强的特点；
3.会利用液体压强的特点解释有关现象。
1、液体内部压强的特点。
2、利用液体压强的特点解决实际问题。
木块由于受重力作用而挤压桌面，这个压力多桌面会产生压强；那么水对杯底和侧壁是不是也会有压强呢？
【新课引入】
名称：恒压潜水服
发明者：哈德休特潜水设备国际公司
工作深度：约660 m
价格：270万美元
为什么深水潜水，要穿特制的潜水服？
在浅海当中——不穿潜水服；
较深的海底——橡胶潜水服；
再深的海底——抗压潜水服；
更深得海底——载人潜水器。
液体内部有压强
液体的压强
在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，逐渐加水观察现象。
加水前
加水后
现象：
没加水时，橡皮膜是______；
当水倒入后，底部的橡皮膜________。
液体由于受到重力的作用，
因此，对支撑它的容器底部有压强。
液体内部对侧面、对上方有压强吗？
在装有红色液体的饮料瓶不同深度开两个小孔A、B，并观察现象
A
B
液体对侧面有压强吗？
没加水时，橡皮膜是______；
当倒入水后，侧壁的出水口处橡皮膜 。
液体由于具有流动性，
因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强。
在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，逐渐加水观察现象。
液体内部对对上方有压强吗？
在玻璃管底端扎好橡皮膜，逐渐放入水中观察现象。
没加水时，橡皮膜是______；
当放入水后，底部的橡皮膜 。
液体由于具有流动性，
因此，液体内部有向上压强。
一、液体产生压强的原因
1、液体受到重力的作用，所以液体有向下的压强。
2、液体具有流动性，所以液体内部向各个方向都有压强。
【思考与讨论】
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？液体压强的特点又是怎样的呢？
一个空的塑料瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直侵入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，橡皮膜会向外凸起吗？
现象：
不会向外凸起，会向内凹陷。
如果再往下深一点，凹陷程度怎样？
探究液体内部的压强
Now，来认识一种仪器 —— 压强计
【压强计构造】
转动轴
U型管
橡皮膜
金属盒
橡皮管
探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）
【液体压强计的工作原理】
当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U形管两侧液面产生高度差。两侧高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
【课堂影院】认识压强计
【提出问题】
液体内部的压强与哪些因素有关？
【猜想与假设】
①液体内部的压强可能与液体的深度有关。
②液体内部的压强可能与液体的密度有关。
③液体内部压强可能与方向有关
三、实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
【实验器材】
U形管压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。
【实验方法】
（1）转换法
通过压强计中U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。
（2）控制变量法
①控制探头的深度、液体密度相同，改变探头的方向。
②控制液体的密度、探头方向相同，改变探头的深度。
③控制探头的深度、探头方向相同，改变液体密度。
①保持U形管压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差 ②控制液体的种类不变（水）、探头的方向不变，逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 ③把压强计的探头放入盐水中，控制探头的深度不变、在液体中的方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。
【设计实验】
保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差。
1、探究液体内部压强与方向的关系
【进行实验】
结论：
在同种液体内部相同的深度，向各个方向的压强都相等。
h
水
水
水
现象：U形管内液面的高度差相同。
增大探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 。
h：自由液面到被研究点的竖直距离。
2、探究液体内部压强与深度的关系
h
h1
h2
h’
水
水
h
h1
h2
h’
结论：在同种液体内部，深度越深，压强越大。
水
水
现象：深度越深，U形管内液面的高度差越大。
水
盐水
h
h
3、探究液体内部的压强与液体的密度的关系。
保持探头在水和盐水中的深度相同，观察并记录U形管液面的高度差。 。
结论：在深度相同时，液体密度越大，液体内部的压强越大。
盐水
h
h
水
h1
h2
现象：深度越深，U形管内液面的高度差越大。
液体内部压强的特点
（1）液体内部朝各个方向都有压强，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体内部的压强随深度的增加而增大；
（3）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。
【概括总结】
【课堂影院】液体内部压强的特点
1、压强计是测量液体内部压强的仪器。它的工作原理是：当有力作用在橡皮膜上时，缩小了橡皮膜内密封的空气的体积，气压变大，使U形管两边的液柱左低右高。作用在橡皮膜上的压强越大，U形管两边液面的高度差也越大。
【实验解读】
2、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接口处是否漏气。检验的方法是用一恒定的力作用一段时间，看压强计U形管两边液面的高度差是否发生变化，不变化说明不漏气；若变化，要查明原因，进行修理。
3、U形管液面调平：摘下橡皮软管，重新安装。
F
F
水坝上窄下宽
“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米
输液时，要把药液提高一定高度
以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。
四、与液体压强有关的现象
恒压潜水服：工作
深度可达660m
浅水游泳
无防护用具
下潜深度达几十米以上，需要穿潜水服
液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服比浅海潜水要更耐压，更厚重些。
液体的压强
液体内部
压强特点
①在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。
② 深度越深，压强越大。
③液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，
在深度相同处，液体的密度越大，压强越大。
U形管压强计
是探究液体内部压强的仪器。作用在橡皮膜上的压强越大，
U形管两边液面的高度差也越大。
1. 如图所示，装有水的容器静止在斜面上，其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc，则以下判断正确的是 （ ）
A. pa=pb=pc B. pa＜pb＜pc
C. pa＞pb＞pc D. pa＞pb=pc
2. 如图所示，两容器中分别装有相同高度的水和盐水（ρ水＜ρ盐水），A、B、C三点液体的压强分别为pA、pB、pC，它们的大小关系是 （ ）
A. pA＜pB＜pC
B. pA＞pB＞pC
C. pA＜pB=pC
D. pA=pB=pC
3. 如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同，将此装置置于水中，下列图中的哪幅图能反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况 （ ）
4.(2020·菏泽) 小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形，如图。
（1）小明安装好实验仪器后，发现U形管两侧的液面不相平，如图A所示，实验前需要将U形管两侧液面调整相平，方法是:_____________。
(2)小明调整好仪器，将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向，如图B、C、D所示，其探究的问题是：________________________________________。
(3)根据D、E两个图中的现象可以得到的结论:________________________。
（4）实验中我们如何比较压强的大小 ，这种研究问题的方法
是 法。
5、(2020·陕西) 如图甲所示，用微小压强计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。
甲
(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（选填“<”“=”或“>”）。这是为了研究液体压强与液体________的关系。
(5)由以上实验可知图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置______。
第2节 液 体 压 强
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第2课时
1.通过对液体压强公式的推导，掌握液体压强的公式，并能进行简单计算；
2.通过对连通器的学习，知道连通器及其原理，知道连通器的特点及其在生活中的应用。
1、液体压强的公式及相关计算。
2、应用液体压强公式解决实际问题。
帕斯卡裂桶实验
　　帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水，就把桶压裂了，桶里的水就从裂缝中流了出来。
原来由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度h是很大了，能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。
带鱼生活在深海中。为什么我们在鱼市上看不到活带鱼？
通过上一节的实验探究，我们已经知道液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度有关，
那么液体在某一深度的压强究竟有多大呢？
一、液体压强的大小
要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以，计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。
（1）方法：理想模型法
（2）研究对象——液柱
①这个液柱的体积：V 液=Sh
② 这个液柱的质量：m 液=ρ 液V 液=ρ 液Sh
③液柱对这个平面的压力：F=G=m 液g=ρ 液gSh
④这个平面受到的液柱的压强：
p= _______=
ρ 液gh
F
S
__________
ρ 液gSh
=
S
1、液体压强公式的推导
（1）公式： P = ρ液 g h
（2）变形公式： ρ液 = h =
注：公式适用于所有静止的液体，不适用于流动液体。
2、液体压强公式
其中： ρ液 表示液体的密度，单位： kg/m3
h 表示深度，单位：m
P 表示压强，单位：Pa
g 常数：9.8N/kg或根据题目要求取10N/kg
（1）深度h：指从液面到某点到所研究的点的竖直距离，深度不是高度。
A点的深度为_____cm
30
p=ρ液 g h
3、公式解读
p=ρ液 g h
（2）液体的压强只与液体的密度和深度有关，与液体的质量、体积、容器的形状等因素无关。
p =ρ g h
区 别 适用 范围
决定 因素
联 系
p = —
F
S
公式 与 p=ρ g h 的区别与联系
F
S
P = —
适用于所有情况
适用于计算柱体的压强和液体的压强
压力和受力面积
取决于液体的密度和深度
液体压强公式是通过定义式推导出来的，是压强定义式的特殊形式
【疑难辨析】
二、压力、压强的比较与计算
1、求所有固体对受力面的压强
一般用 来计算，
计算顺序是：
先计算压力，即F = G物 = mg ，后算压强，即 ；
【方法指导】
2、柱体压强：
柱形固体包括：圆柱体、棱柱体和墙体等
(1)对水平面的压力：F= G= mg =ρVg=ρSh g，
(2)对水平面的压强：p = =ρg h。即p= ρg h。
由此可知，
柱形固体对水平面的压强，只与柱体的密度和高度有关，与体积和底面积等无关。
（1）液体对容器底的压强：利用p=ρg h，液体对容器底的压强，只与液体密度和深度有关。
3、液体对容器底的压强和压力
（2）计算液体对容器底部的压力顺序是：
先利用p=ρ g h计算出压强，再利用F = p S计算压力。液体对容器底部的压力与底部压强和底面积有关。
4、液体对容器底的压力和液体重力的关系
1、（2019 烟台）1648年，法国物理学家帕斯卡用一个装满水的密闭木桶，在桶盖上插了一根细长的管子，向细管子里灌水，结果只加了几杯水就把木桶压裂了（如图），这个实验说明了（　　）
A．液体压强与水的深度有关
B．液体压强与管的粗细有关
C．液体压强与水的密度有关
D．液体压强与水的质量有关
2、（2021 湘西州）如图，a、b、c是盛水容器中深度不同的三处位置，其中压强最大的是（　　）
A．a点 B．b点 C．c点 D．一样大
3、著名的“木桶理论”：是指用木桶来装水，若制作木桶的木板参差不齐，那么它能盛下水的容量，不是由这个木桶中最长的木板来决定的，而是由最短的木板来决定，所以它又被称为“短板效应”．那么决定木桶底部受到水的压强大小的是（ ）
A．木桶的粗细
B．木桶的轻重
C．最短的一块木板
D．最长的一块木板
4、如图所示，一盛水的试管由竖直方向逐渐倾斜，在水从试管流出前，水对管底的压强将（　　）
A．逐渐变大
B．逐渐减小
C．不发生变化
D．先变大后变小
5、（2020 盐城）如图所示为长江某水坝的示意图，水坝左侧水面高，B和C两点处于同一高度，A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC，则（　　）
A．pA＜pB＝pC
B．pA＝pC＞pB
C．pA＞pB＝pC
D．pA＝pC＜pB
6、（2020 朝阳）如图，同一个密封的圆台形容器装满水，放在水平桌面上。放置方式由甲变为乙，下列关于水对容器底的压强p1以及整个容器对水平桌面的压强p2，说法正确的是（　　）
A．p1 不变，p2 变小
B．p1不变，p2 变大
C．p1 变小，p2 变小
D．p1变大，p2 变大
7、（2020 齐齐哈尔）如图的两个容器中盛有同种相同质量的液体，　 　（选填“甲”或“乙”）容器底受到的压强大，原因是　 　。
8.（多选）图甲所示的是微小压强计，如图乙所示的操作中可用来探究（　　）
A．液体内部的压强跟液体密度的关系
B．液体内部向各个方向是否都有压强
C．同一深度液体向各个方向压强是否相等
D．液体内部的压强跟深度的关系
9.如图所示，隔板将玻璃容器均分为两部分，隔板中有一孔，孔被薄橡皮膜封闭。该装置不能探究（　　）
A．液体对容器底部有压强
B．液体对容器侧壁有压强
C．液体压强与液体深度的关系
D．液体压强与液体密度的关系
11.如图所示，在甲、乙两个完全相同的柱形玻璃杯中，分别注入质量相等的水和酒精，则下列判断中错误的是（　　）
A．两种液体对玻璃杯底的压强相等
B．两种液体对玻璃杯底的压力相等
C．两杯中在深度相同的AB两点处的压强相等
D．甲杯中是水，乙杯中是酒精
12.如图所示，放在水平地面的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度h1＝0.8cm；其顶部和底部的面积均为0.1m2，顶部到底部的高度h2＝0.6cm，容器中的液体密度为1.2×103kg/m3，则液体对容器顶部的压力为（g＝10N/kg）（　　）
A．0N
B．2.4N
C．9.6N
D．7.2N
13.如图所示，有一放置在水平地面上的容器重为20牛，有重为50牛的水，水深为0.1米，底面积为0.02米2 。求：
（1）水对容器底面产生的压强。
（2）容器对地面的压强。
观察与思考
右图容器中红色液体是否在同一水平面上，如果是，你能解释其中的原因吗？如果不是，又是为什么呢？
【观察与思考】
将容器倾斜放置液面还相平吗？
连 通 器
一、连通器
1、 定义：上端开口、下端连通的容器。
2、连通器的特点：
连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的。这与连通器各容器的形状无关。
【课堂影院】连通器
为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的？
①研究方法：“理想模型”法。
A
B
设想在U形管连通器的底部有一“液片AB”，以该“液片”为研究对象。
该“液片”把液体分为左、右两部分，该液片要受到两边液体的压力。
3、分析连通器的原理
一、连通器
F左
F右
液体静止，液片AB处于平衡状态
水平方向，液片
受力平衡，F左=F右
液片两侧压强
相等，即 p左=p右
液片两侧液柱高度
相等，即 h左=h右
h右
h左
ρgh左=ρgh右
②理论分析：
【课堂影院】连通器的原理
1、茶壶
茶壶的结构是上端开口，下部连通，构成一个连通器，因此是利用连通器原理工作的。根据同种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知，当壶内盛满水，水面茶嘴位置就可以倒出来了。
3、连通器的应用
2、水位计
一、连通器
水位计也叫液位计（水位表），是用来观察液位高低的。锅炉水位计又称水位表，水位表的工作原理是两个容器的连通器原理。锅炉的锅筒是一个大容器，水位计是一个小容器，当将两者连通后，水位必定在同一高度上，所以水位表上显示的水位高度是锅筒的实际水位。
水位计
水平仪
在房屋装修时，需在墙上画水平线，工人师傅常拿一根装有水的长透明塑料软管（实际上就是简单的水平仪），贴着墙面在软管两端的水面处作出标记，将标记连成直线，即得到一条水平线。如图所示，他们在做标记时用到了物理学中 的知识。
3、水平仪
装有水的长透明塑料软管，实际上就是连通器。根据连通器原理，当液体不流动时，各容器中的液面相平，所以可以得到水平线。
4、下水管道中的U形水管
下水管的U形“反水弯”是一个连通器，阻挡下水道的臭气进入室内
　 牲畜自动饮水器两边的储水槽和饮水槽构成了一个连通器。
5、自动饮水器
　　在牲畜饮水时，饮水槽里面的水位逐渐下降，储水槽里的浮球也随之下降。通过杠杆使阀门向上升起，使水从水管中流出，补充进水槽中。
当水槽里水面升高时，浮球也随之升高，通过杠杆带动阀门下降，关闭阀门，使水停止流入水槽。
三峡大坝横断江底，高185米，长2309.5米，是世界上最大的水力发电站，但也带来了航运方面的问题，那万吨巨轮是怎样翻过三峡大坝的呢？
原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸，下面我们一起看看轮船是怎样“翻过”大坝的。
五级船闸示意图
6、船闸
上游
下游
闸室
下游闸门A
上游闸门B
上游阀门B
下游阀门A
船闸的工作过程
当轮船从下游驶向上游时，A阀门打开，闸室与下游构成一连通器，闸室里的水位下降，最后与下游水面相平。此时A闸门打开，船只驶入闸室。
闸室
下游
上游
轮船驶入方向
下游
上游
闸室
轮船驶入方向
船只驶入闸室后，下游A阀门、A闸门关闭。上游B阀门打开，此时闸室与上游构成一连通器，闸室里水位升高，最后与上游水面相平。此时上游闸门B打开，轮船就可以直接驶向上游了。
上游闸门B
上游阀门B
下游阀门A
下游阀门A
轮船驶入方向
轮船驶入方向
【课堂影院】船闸
　　三峡大坝的双线五级船闸，它全长6.4公里，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度，规模举世无双，是世界上最大的船闸。
三峡船闸
五级船闸示意图
【课堂影院】三峡船闸
自来水供水系统
过路涵洞
7、其他连通器
液体压强大小
液体压强
的大小
密度，单位千克/米3（Kg/m3）
h：表示高度，单位为米（m）
P：表示压强，单位为帕（Pa）
计算公式
连通器
连通器的应用：水壶、船闸、锅炉等
定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器
1、下列利用连通器原理工作的是（　　）
A．船闸
B．洒水车
C．高压喷水器
D．潜水艇
2、轮船从上游驶往下游：首先关闭阀门　 　，打开阀门
　　 ，闸室和上游水道构成一个　 　，当闸室水面与上游水面相平船驶入闸室，再重复一次驶往下游。
3、如图所示，甲、乙两容器间有一斜管相通，中间有阀门K控制，容器中装有水，且两容器中水面相平，则（　　）
A．打开阀门K后，由于水受重力作用，水将从甲流到乙
B．打开阀门K后，由于b处的压强大于a处的压强，水将从乙流到甲
C．打开阀门K后，因为甲、乙两容器中液面高度相等，所以水不会流动D．打开阀门K后，因为乙中的水多，所以从乙流到甲

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