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第2节 研究液体压强
令人惊奇的实验
1648年，法国物理学家帕斯卡在一个装满水的密闭木桶上，插上一根细长的管子，然后从楼上阳台向管子灌水。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了。你相信吗？让我们先模拟一下帕斯卡所做的实验，体验一下，再进一步探究其原因。
活动1 模拟帕斯卡裂桶实验
实验器材
想一想
1.饮料瓶壁上为什么要刻些细槽？
答:使饮料瓶更容易破裂，便于观察到实验现象。
2.管子应长些还是短些？
答:长些，如果管子太短，可能观察不到实验现象。
3.怎样保证瓶塞与瓶口间的密封？
答:将塞子塞紧。
实验视频
你在实验中观察到什么现象？想到了哪些问题？
一、探究液体内部压强的特点
从活动1可以知道，液体跟固体不同，它不仅对容器底部产生压强，对容器侧壁也会产生压强，如图所示。
1.液体压强产生的原因
（1）液体受到重力作用，所以对容器底有压强；
（2）液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。
想一想
液体内部是否有压强？液体压强的大小与什么因素有关呢？为了进一步揭示液体压强的特点，需要用压强计对液体压强进行研究。
2.压强计
（1）构造
U形管
有颜色的水
橡胶管
带有橡皮膜的探头
试一试
①用手指轻按一下探头的橡皮膜，并观察U形管内液面，有什么现象产生？
现象：U形管内液面出现高度差。
②按橡皮膜的手指稍微加点力，观察U形管，又有什么现象产生？该现象说明了什么问题？
现象：U形管内，液面高度差增大。
结论：橡皮膜受到的压强越大，U形管液面的高度差也越大。
2.压强计
（2）压强计的工作原理
当探头上的橡皮膜受到压强时，U形管两边液面出现高度差，两边的高度差反映压强的大小。加在橡皮膜上的压强越大，U形管两侧水面的高度差就越大。把压强计的金属盒放入水中时，根据U形管水面的高度差就可以知道橡皮膜受到水的压强大小了。
2.压强计
（3）使用压强计的注意事项
①若探头未受到压强作用，U形管两端就存在高度差，则应取下橡皮软管，重新连接。
②若无论轻压还是重压橡皮膜，U形管两端液面高度差均不发生变化，则压强计漏气，气密性差。
活动2 探究液体内部的压强
实验器材
U形管压强计、烧杯、清水、盐水
实验过程
（1）将压强计的金属盒浸入水中5cm深度处，转动金属盒的方向，观察U形管两侧水面的高度差的变化情况；
（2）保持金属盒的方向朝下，改变金属盒浸入水中的深度（10cm、15cm），观察U形管两侧水面的高度差的变化情况；
（3）将金属盒分别放入清水和盐水中的同一深度处，观察U形管两侧水面的高度差，判断液体的压强跟液体密度有什么关系。
实验结论
（1）液体内部各个方向都有压强，且在同一深度各个方向的压强都相等；
（2）液体内部的压强跟深度有关，深度增加，压强增大；
（3）不同液体内部的压强跟液体的密度有关，在同一深度，密度越大，压强越大。
3.液体压强的特点
深度（h）：研究点到自由液面的竖直距离。
4.对深度的理解
h
想一想
问题：你知道为什么修建水坝时，水坝的下部总要比上部修建得宽些？
解释：根据液体压强特点可知，水对堤坝下部的压强比上部大，因此，在设计堤坝时，堤坝下部应当比上部更为厚实。这样既能保证堤坝坚固，又节省了材料。
例1 在“研究液体的压强”的实验中，进行了如图中各图所示的操作。
练一练
（1）实验前应调整U形管压强计，使左右两边玻璃管中的液面 。
（2）实验中液体压强的大小变化是通过比较左右两边玻璃管中的液面高度差来判断的，这种方法通常称为 法。
（3）比较图中代号为 的三个图，可以得到的结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
相平
转化
ABC
（4）比较代号为E、F的两个图，可以得到的结论是 。
（5）比较代号为 的三个图，可以知道：液体的压强随深度的增加而增大。
同一深度，液体密度越大，压强越大
CDE
二、液体压强的计算
设想在一玻璃容器内的水中有一深为h，截面为s的水柱，试计算这段水柱产生的压强，即为水深为h处的压强。
1.公式的推导
水柱的体积为V=Sh
水的密度为ρ
水柱的质量为m=Vρ
水柱对其底面积的压力为F=mg=ρVg=Shρg
由公式可知：水的压强只与水的深度和密度有关(若是其他液体，其密度则不同)
S
h
水柱对其底面积的压强为p=F/S=ρShg/S=ρgh
2.公式的应用
p——液体在任一深度的压强
ρ——液体的密度
g——常数g =9.8 N/kg
h——深度
（1）液体压强的公式：
p=ρgh
（2）注意事项：①使用时单位要统一；（2） 只适用于液体产生的压强。
例2 装有一定量的水的细玻璃管斜放在水平桌面上，如图所示，g取10 N/kg，则此时水对玻璃管底部的压强为(　　)
A．8×102 Pa
B．1×103 Pa
C．8×104 Pa
D．1×105 Pa
练一练
A
三、连通器
如图，上端开口，底部相互连通的容器，物理学上叫做连通器。
1.定义
2.特点
若连通器内装入同种液体，当液体静止时，各容器中的液面总保持相平。
3.应用
（a）茶壶
（b）过路涵洞
（c）过路水位器
3.应用
三峡船闸，当今世界上最大的船闸，共设有五个闸室，使船只像上下楼梯一样逐级过坝。
船闸是利用连通器的原理工作的。
（d）三峡船闸
3.应用
如图所示的是船只从上游驶往下游时，通过一个闸室的情况。
例3如图所示，能够正确表示静止在斜面上的盛水容器的图是( 　)
练一练
C
研究液体的压强
液体压强产生原因
课堂小结
连通器
受重力作用
具有流动性
液体压强特点
液体内部各个方向都有压强，且同一方向各个方向压强相等
液体内部的压强和深度有关
液体内部的压强跟液体的密度有关
定义：上端开口，底部相互连通
特点：装同种液体，静止时，液面相平
应用：茶壶、过路涵洞、锅炉水位器、船闸

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