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(共28张PPT)
第9章 第2节 第2课时
液体的压强--连通器
人教版 · 物理 · 八年级（下）
学习目标-新知导入-新知探究-课堂小结-课堂达标
1.知道液体压强的公式。
2.会根据液体压强的特点解释简单的现象。
3.认识压强的实际应用——连通器，了解生活和生产形形色色的连通器。
学 习 目 标
图片所示的是水壶中装水的情景。
导 入 新 课
为什么水壶中的水装不满，最多只能装到壶嘴的高度呢？
思 考
……？
……？
导 入 新 课
知识点 液体压强的大小
1
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。
探 究 新 知
（1）方法：理想模型法
（2）研究对象——液柱
①这个液柱的体积：V=Sh
② 这个液柱的质量：m=ρV=ρSh
③液柱对平面的压力：F=G=mg=ρgSh
④平面受到的液柱的压强：
p=_______=
ρgh
F
S
__________
ρgSh
=
S
液体压强公式的推导
探 究 新 知
液面下深度为h处液体的压强为：
p=ρ液 g h
计算公式适用于静止的液体，不适用于流动液体。
液体压强公式
kg/m3
m
Pa
液体内部某处的压强只与液体的密度和深度有关，与液体的质量、体积等无关。
探 究 新 知
深度h：指液面到某点的竖直距离，而不是高度。
A的深度为_____cm
20cm
50cm
A
30
特别提醒！
p=ρ液 g h
探 究 新 知
压强的定义式 液体压强的计算公式
p=ρgh
区别 适用范围
决定因素
联系 p = —
F
S
F
S
p= —
公式 与p=ρgh的区别与联系
适用于所有情况
常用于计算液体的压强
压力和受力面积
g值不变时，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
探 究 新 知
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。
F压=G液
F压F压>G液
液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
探 究 新 知
1.如图所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么,这三个容器底受到液体的压强pa　　　pb　　　　pc(均填“<”“=”或“>”).
1.【答案】　=　=　
【解析】　三个容器分别装有质量相等的液体,即ma=mb=mc,根据G=mg可知a、b、c三种液体的重力Ga=Gb=Gc,由题图可知,三个完全相同的容器是圆柱形容器,且置于水平面,所以液体对容器底部的压力等于液体的重力,所以Fa=Fb=Fc,因为三个容器底面积相同,所以根据p=,可得pa=pb=pc.
答案
典型例题
2.如图所示,若甲、乙两容器装的是同种液体,那么,甲、乙两容器底部受到液体的压强较大的是　　　　;若与乙等高的丙容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,那么,乙、丙两容器底部受到的液体压强较大的是　　　　.
2.【答案】　甲　丙
【解析】　甲、乙两容器中的液体密度ρ相同,h甲>h乙,根据公式p=ρgh可得,p甲>p乙.乙、丙两容器中的液体深度h相同,ρ丙>ρ乙,根据公式p=ρgh可得,p丙>p乙.
答案
典型例题
观察下面的图片，你有什么发现？
探 究 新 知
2
知识点 连通器
上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
连通器里装入同一种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。
你知道这是为什么吗？
探 究 新 知
液体静止，液片处于平衡状态
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
两侧液面等高
连通器的原理
当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。
探 究 新 知
连通器在生产、生活中应用非常广泛。
(1)茶壶倒水
连通器的应用
探 究 新 知
（2）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 。
探 究 新 知
（3）锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内水位。
探 究 新 知
（4）水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户。
探 究 新 知
（5）三峡船闸——世界上最大的人造连通器
探 究 新 知
3.下列设备没有利用连通器原理的是(　　)
3.C　连通器是上端开口,底部连通的容器.选项A、B、D都是利用连通器原理工作的,而选项C橡皮膜向外凸出是因为受到了液体的压强.
答案
典型例题
4.向如图所示的容器内加水,则水位最后能达到的最高位置是(　　)
A.A的顶端
B.B的顶端
C.C的顶端
D.无法确定
4.B　根据连通器的特点,连通器中液体静止时,各部分液面相平,由于C上端封闭,可与B视为一体,最终只有A、B的液面相平,故水位最高到B的顶端.
答案
典型例题
5.如图所示是船闸的示意图.它是利用　　　　原理来工作的.当上游闸门和阀门B关闭,阀门A打开时,水从　 　　　流向下游,当闸室的水面与下游水面　　　　时,打开下游闸门,让船驶入闸室.
5.【答案】　连通器　闸室　相平　
船闸的工作原理
　　船闸是利用连通器的原理工作的.通过闸门和阀门的打开、关闭,调节闸室内的水位分别与上、下游水位相平,使船经过船闸从上游驶往下游或从下游驶往上游.
归纳总结
答案
典型例题
1.液体压强的公式：
p=ρgh
2.连通器
应用：茶壶、排水管的 “U形”反水弯、水位计、船闸等。
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。
定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
课 堂 小 结
1.如图所示的实例中,不属于连通器应用的是(D)
课 堂 练 习
2.将未装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示。两次放置时，水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB, 水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB则（ D ）
A.pA＞pB FA＞FB
B.pA＜pB FA=FB
C.pA=pB FA＜FB
D.pA＜pB FA＞FB
课 堂 练 习
3.如图所示，铁桶重20N，桶的底面积为200cm2，往桶里倒入80N的水，水的深度25cm，平放在面积为1m2的水平台面上，求：
（1）水对桶底的压强多大？
（2）桶底受到水的压力多大？
（3）台面受到桶的压强多大？
2.5×103 Pa
50N
5×103 Pa
课 堂 练 习
4.如图所示，在质量为1 kg的容器内装有5 kg的水，容器底面积为100 cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0.9 m2)(g取10 N／kg)．求：
(1)容器底对桌面的压力．
(2)容器底对桌面的压强．
(3)水对A点的压强．
(4)水对容器底部的压强．
60 N
6.5× 103 Pa
104 Pa
6 000 Pa
课 堂 练 习人教版物理八年级下册第九章第二节连通器
【预习速填】
1. 液体压强的计算 。从公式中可以知道：液体压强的大小与
和 有关，式中的h表示 。
2.液体压强公式中的物理量及其单位：
P——帕斯卡(Pa)，ρ—— ，g——牛每千克(N/kg)，h——米(m)。
3.液体压强计算公式的应用：
（1）求深度h= ；（2）求密度ρ=pgh。
4.连通器：上端开口、下端 的容器。
5.连通器的特点：连通器里若装的是 的液体，那么液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是 的。
6.连通器原理的应用： 、锅炉水位计、 。
【自我检测】
一、单选题
1．（2021八下·莒南期中）以下生活物品或现象中，与连通器原理无关的是（　　）
A．茶壶的壶口和壶身结构
B．锅炉水位计
C．注射器
D．洗手台下方防臭的U形排水管
2．（2021九上·嘉定期中）下列实例中，利用连通器原理工作的是（　　）
A．密度计 B．吸尘器 C．洒水壶 D．潜水艇
3．（2021九上·虹口期中）在下列生活和生产实例中，与连通器有关的是（　　）
A．抽水机 B．注射器 C．水压机 D．茶壶
4．（2021八下·丰润期中）下列选项，不是利用连通器原理的是（　　）
A． B．乳牛自动加水器
C．锅炉水位计 D．微小压强计
5．（2021九上·松江期中）下列实例中，利用连通器原理工作的是（　　）
A．密度计 B．液位计 C．吸尘器 D．脱排油烟机
6．（2021八下·九龙坡期末）如图所示，A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精，三个容器中液面相平，容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC，则（　　）
A．pApB>pC C．pA=pB=pC D．无法确定
二、填空题
7．（2021八下·佛山月考）如图甲，茶壶壶嘴和壶身中水面　 　，其设计遵循了　 　的原理；如图乙，用吸管将杯中的饮料吸入口中，利用了　 　的作用。
8．（2021八下·遵化期中）在如图所示的甲、乙两容器中盛有水，水面相平，之间有斜管相通，K是开关，当K打开后这个容器变成一个　 　；M处的压强　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）N处压强，水　 　（选填“会”或“不会”）流动。
9．（2021八下·丰润期中）如图是轮船通过三峡船闸的示意图，它是利用　 　原理工作的，此时上游阀门A打开，下游阀门B关闭，　 　和闸室构成此装置（选填“下游”或“上游”）；阀门A左侧液体压力　 　右侧液体压力（选填“大于”“小于”或“等于”）。
10．（2021八下·和平期末）图为研究液体压强规律的实验，实验表明液体对容器　 　有压强，并且液体压强随　 　．
11．（2021八下·江津期末）如图所示，U形管一侧盛有煤油，另一侧盛有水（ρ水>ρ煤油），阀门关闭时，液面相平，此时该装置　 　（选填“是”或“不是”）连通器；当把阀门打开时，将会发现阀门处的液体将　 　（选填“向左流动”、“不流动”或“向右流动”）。
12．（2021八下·绿园期末）细心的同学会观察到，在卫生间的洗手池与下水管之间常常要装一段U型管，如下图所示，U型管相当于　 　，当管内的水静止时，U形管左右两侧液面的高度　 　，起隔离臭气作用。
13．（2021八下·定南期末）如图所示，是船闸的示意图.船在闸室内，所有的阀门与闸门中，只有阀门A是打开的，则上游水道与　 　构成了连通器，等连通器两处水面相平后，就要打开相应的闸门，船就能驶往　 　（选填“闸室”或“下游水道”）。
14．（2021八下·开封期末）如图所示，这是水池下方的弯水管，利用了 　 　原理，当弯水管中的水静止时，管中的水面是 　 　的。
15．（2021八下·虎林期中）如图所示，是地漏的结构图。这种地漏在结构上利用了　 　原理，它的好处是　 　。
三、实验探究题
16．在学习了连通器后，某小组同学为了研究连通器内液体静止时液面的高度差，先将水注入用不同粗细的玻璃管制成的连通器中，已知管的横截面积SC＞SB＞SA，待水静止后，水面如图（a）、（b）、（c）所示；然后他分别在连通器右侧的玻璃管中注入不同高度的和水不相溶的液体，直到水被完全压入左管中，测量出此时水的深度及两个液面的高度差，静止后液面如图（d）所示。接着，他们换用不同液体重复上述实验，下表中记录了他们探究过程中的部分数据。请仔细观察实验现象和数据，归纳得出初步结论。
①分析比较图（a）、（b）或（c）中液面高度及相关条件可得：当连通器内只有一种液体且液体静止时，液面高度差为　 　，且与　 　无关。
②分析实验序号1和2和3中的数据可初步得出：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体，当水的深度一定且液体静止时，　 　。
③分析实验序号4和5和6中的数据可初步得出的结论，与②的结论相　 　（选填“一致”或“矛盾”）。
④基于③的结论，小王猜想：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体，当水的深度一定且液体静止时，最终两个液面的高度差决定于水和液体两者密度的差值大小。综合分析表中的实验数据，小王的猜想　 　（选填“正确”或“错误”）。
⑤小张猜想：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体且液体静止时，最终两个液面的高度差可能还跟水的深度有关。若在上述实验基础上，再增加一次实验加以验证，则序号7中拟进行实验的数据可设计为　 　、　 　。
四、计算题
17．（2021八下·浦城期中）如图所示，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度h1＝0.8m，其顶部和底部的面积均为0.1m2，顶部到底部的高度h2＝0.6m，容器中的液体密度为1.2×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）液体对容器底部的压强；
（2）液体对容器底部的压力；
答案解析部分
【预习速填】
1. p=ρgh液体的深度液体的密度液体的深度
2. 千克每立方米(kg/m3)
3. Pρg
4. 连通
5. 相同相同
6.茶壶 船闸
【自我检测】
1．【答案】C
【考点】连通器原理
【解析】【解答】A．茶壶的壶嘴与壶身上端开口、底部连通，壶嘴和壶身在同一高度，倒满水后，液面相平，故茶壶是连通器，A不符合题意；
B．液位计是上端开口、底部连通，利用连通器的原理制成的，B不符合题意；
C．注射器在吸药水时，是利用外界大气压大于其内部的压强，故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的，与连通器无关，C符合题意；
D．洗手台下方防臭的U形排水管符合上端开口、底部连通的特点，利用了连通器的原理，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】茶壶的壶嘴和壶身、锅炉水位计、洗手池下的U型排水管都利用了连通器的原理。
2．【答案】C
【考点】连通器原理
【解析】【解答】A．液体密度计是利用物体的漂浮条件工作的，即让密度计在液体中漂浮，则可知密度计在任何液体中所受浮力都等于密度计的重力，通过密度计浸入液体的深度来反映液体密度的大小，A不符合题意；
B．吸尘器在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入，B不符合题意；
C．洒水壶的壶嘴与壶身底部相通，上端开口，壶嘴和壶身在同一高度，倒满水后，液面相平，利用了连通器，C符合题意；
D．潜水艇是通过改变自身重力进行下沉和上浮的，与连通器无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】底部连通上部开口是连通器；洒水壶的壶嘴和壶身是连通器。
3．【答案】D
【考点】连通器原理
【解析】【解答】A．抽水机是利用大气压的原理来工作的，A不符合题意；
B．注射器在吸药水时，是利用外界大气压大于其内部的压强，故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的，是利用大气压强的原理工作的，B不符合题意；
C．水压机是利用液体能够大小不变的传递压强的特性来工作的，C不符合题意；
D．茶壶的壶嘴和壶身上端开口、底部相通，是利用连通器的原理制成的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通。
4．【答案】D
【考点】连通器原理
【解析】【解答】A．连通器是上端开口下端连接可知，此装置为连通器，A不符合题意；
B．奶牛自动喂水器，饮水口与水箱的水面相平构成了连通器原理，B不符合题意；
C．锅炉水位计是利用连通器的原理制成的，C不符合题意；
D．连通器是上端开口下端连接，微小压强计，有一个上端没有与开口，因此微小压强计不是连通器，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】连通器是底部连通上部开口的容器，微小压强计的U型管，不是连通器。
5．【答案】B
【考点】连通器原理
【解析】【解答】A．密度计是利用物体漂浮时浮力等于重力的原理工作的，A不符合题意；
B．液位计的上端开口、下端连通，是利用连通器原理工作的，B符合题意；
C．吸尘器在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大、压强小，灰尘、纸屑等垃圾在周围较大的大气压的作用下被“吸”入，C不符合题意；
D．脱排油烟机是利用流体压强与流速的关系工作的，不是利用连通器原理工作的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】连通器的底部连通上部开口，液位计利用了连通器。
6．【答案】B
【考点】液体压强的特点
【解析】【解答】由图可知，三个容器内液体深度为hA=hB=hC
根据
可得，三种液体的密度大小关系为
故由pA>pB>pC
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量相同时，体积越小，密度越大；液面深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。
7．【答案】相平；连通器；大气压
【考点】连通器原理；大气压的综合应用
【解析】【解答】由图可知，茶杯在工作时，茶壶壶嘴和壶身中水面相平，壶嘴与壶身构成连通器，是利用连通器原理工作的。
图乙中，用力一吸气，吸管内的气压小于外界大气压，饮料在外界大气压的作用下，被压入口腔内，利用了大气压的作用。
【分析】茶壶的壶嘴和壶身构成连通器，连通器中的液面相平；利用吸管喝饮料，利用了大气压的作用。
8．【答案】连通器；小于；不会
【考点】液体压强计算公式的应用；连通器原理
【解析】【解答】当阀门K打开后，甲乙两容器顶端开口，底部有一斜管相连通，符合连通器的结构特点。
两液面是相平的，由图可知M点比N点深度小一些，根据液体压强随深度的增加而增大的原理，M点比N点压强小；
根据连通器的特点，装有同种液体且自由静止时，液面是相平的，图示的两液面已经相平了，所以不会有水的流动了，M高N低是干扰因素，不影响水的流动。
【分析】连通器的结构特点：顶端开口，底部相连通的容器。不论什么形状，符合这个特点的就是连通器；连通器内装有同种液体、自由静止时，液面总保持相平。
液体压强随深度的增加而增大，深度是指自由液面到被研究点的竖直距离。
9．【答案】连通器；上游；等于
【考点】连通器原理
【解析】【解答】船闸是利用连通器的原理工作的。
图示中阀门A打开，阀门B关闭，水由上游流入闸室，那么上游与闸室连通，构成连通器。
闸室与上游的水位相同，那么阀门A左、右两侧水的深度相同，据p=ρgh知，阀门A两侧的压强相同。
【分析】船闸利用了连通器的原理工作。
10．【答案】侧壁；深度的增加而增大
【考点】液体压强的特点
【解析】【解答】圆筒中灌满水，侧壁开小孔，有水流出，说明侧壁受到压强作用；小孔在液面下越深，喷得越远，受到的压强越大，表明液体压强随深度的增加而增大．
【分析】液体对容器壁有压强，液体密度一定时，液体压强随深度的增加而增大。
11．【答案】不是；向右流动
【考点】连通器原理
【解析】【解答】阀门关闭时，虽然两边液面相平，但其底部不连通，所以此时该装置不是连通器；当把阀门打开时，该装置构成连通器，由于液体的压强与液体的密度和深度有关，在U形管中的水与煤油的深度相同时，由于水的密度大，所以水产生压强大于煤油产生的压强，部分水将经阀门流向右侧管内，直至两边的液体压强相等。
【分析】连通器是底部连通，上部开口的容器；液体压强相等时，液体密度越大，深度越小。
12．【答案】连通器；相同
【考点】连通器原理
【解析】【解答】下水管中的弯曲的部分，即U型管相当于连通器。
根据连通器的原理知：当管内的水静止时，U形管左右两侧液面的高度相同，这样可以隔绝下水道往上反的臭味。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上，与摆放位置无关，例如水壶、船闸等。
13．【答案】闸室；下游水道
【考点】连通器原理
【解析】【解答】阀门A打开后，上游水道与闸室形成两端开口，底部连通的连通器。
闸室与上游水道构成连通器后，关闭阀门A，打开上游闸门，船进入闸室；再关闭上游闸门，打开阀门B，使闸室与下游水道构成连通器，等两处水面相平后，打开下游闸门，船就能驶往下游水道。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上，与摆放位置无关，例如水壶、船闸等。
14．【答案】连通器；相平
【考点】连通器原理
【解析】【解答】水池下方的弯水管，利用了连通器的原理，使管中存有一定量的水，将上下隔开，防止异味上行。根据连通器的原理，当弯水管中的水静止时，管中的水面是相平的。
【分析】水池下的反水弯，利用了连通器的作用；连通器中液体相同且不流动时，液体压强相等。
15．【答案】连通器；隔气，防止返味
【考点】连通器原理
【解析】【解答】解：根据地漏的结构图可知，存水杯上端开口，底部连通，因此地漏的结构就是利用连通器的原理，在液体不流动的情况下，容器中液面的高度总是相平的。可防止异味从下水管中冒上来。
【分析】根据连通器的特点：上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的，防止返味。
16．【答案】零；管的横截面积；液体的密度越大，液面的高度差越小；矛盾；错误；1.5；10
【考点】连通器原理
【解析】【解答】①比较图a、b、c可知，各容器中的液面都相平，各容器的粗细不同，故可得出的结论是：当连通器内只有一种液体且液体静止时，液面高度差为零，且与管的横截面积无关；②分析实验序号1和2和3中的数据可初步得出：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体，当水的深度一定且液体静止时，液体的密度越大，液面的高度差越小。③ 分析实验序号4和5和6中的数据可初步得出的结论，与②的结论相矛盾。 ④ 基于③的结论，小王猜想：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体，当水的深度一定且液体静止时，最终两个液面的高度差决定于水和液体两者密度的差值大小。综合分析表中的实验数据，小王的猜想错误。⑤ 小张猜想：连通器中分别盛入水和某种不相溶液体且液体静止时，最终两个液面的高度差可能还跟水的深度有关。若在上述实验基础上，再增加一次实验加以验证，则序号7中拟进行实验的数据可设计为1.5 ,10。
故答案为：零；管的横截面积；液体的密度越大，液面的高度差越小；矛盾；错误；1.5；10.
【分析】连通器中装同种液体时，当液体不流动时，液面要相平，探究时要结合控制变量法.
17．【答案】（1）最高液面到容器底的距离是h1＝0.8m，液体对容器底部的压强
p＝ρgh＝1.2×103kg/m3×10N/kg×0.8m＝9600Pa
答：液体对容器底部的压强为9600Pa；
（2）由 知道，液体对容器底部的压力为
F＝pS＝9600Pa×0.1m2＝960N
答：液体对容器底部的压力为960N。
【考点】液体压强的计算；液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据液体压强公式 p＝ρgh 求出液体对底部的压强；
（2）根据压力公式F=PS求出液体对底部的压力。
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