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第八章 压强与浮力
第二节 液体内部的压强
北师大版 物理 八年级下册
1、液体压强的特点
2、液体压强的计算
学习目标
1. 液体压强产生的原因
(1)由于液体受到重力的作用，因此液体对容器底有压强。
(2)由于液体具有流动性，因此液体对容器侧壁有压强。
(3)液体由于流动而在容器内部各部分液体之间相互挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
探究新知
新知一 液体压强的特点
2. 探究液体内部压强的特点
(1)问题与猜想
提出问题：液体内部压强的大小与哪些因素有关？
猜想：液体内部压强的大小可能与液体的深度、液体的
密度有关。
(2)制订计划
用微小压强计测量液体内部不同情况下(液体种类不同，
或深度不同，或方向不同)的压强，归纳总结。
(3)收集证据
①如图1 所示，将微小压强计的探头放入水中较浅处，
记录玻璃管两侧的液面高度差。保持探头在水中的深度
不变，改变探头的方向，使探头朝上、朝下、朝侧面，
记录不同情况下玻璃管
两侧液面的高度差。
②改变探头在水中的深度，重复步骤①，如图2甲、乙所示。
③将大烧杯中的水
换成浓盐水，重复
上述步骤，如图丙
所示。
(4)实验数据记录表格
探头在液面下的深度/cm 探头方位 玻璃管两侧液面高度差/cm
水 盐水
5 上 4.8 5.1
下 4.8 5.1
左 4.8 5.1
右 4.8 5.1
探头在液面下的深度/cm 探头方位 玻璃管两侧液面高度差/cm
水 盐水
5 上 9.6 10.2
下 9.6 10.2
左 9.6 10.2
右 9.6 10.2
10 上 14.4 15.3
下 14.4 15.3
左 14.4 15.3
右 14.4 15.3
(5)分析与结论
①液体内部各处都存在压强；②在液体内同一深度的不
同位置处，液体的压强相等，与探头的方位无关；③液
体内部的压强随深度的增加而增加；④液体内部的压强
跟液体的密度有关。
深度理解
1.微小压强计的作用：测量液体内部的压强。
2.微小压强计的原理：当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，U形管两侧液面产生高度差；两侧高度差越大，表示探头处的液体压强越大。
3.微小压强计的使用：
(1) 实验前首先应检查U形管微小压强计左右两液柱是否等高；如果不等高，应取下橡皮管重新安装。
(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连接处是否漏气，常用方法是用手轻按橡皮膜，看压强计U 形管两侧高度差是否发生变化。如果变化，说明不漏气；如果两侧高度差不变，说明漏气。
4. 使用微小压强计应注意：不能让微小压强计U形管液面高度差过大，避免有色液体从管中流出。
小明在“探究液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U形管压强计，烧杯，刻度尺，足量的酒精、水和盐水。已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水。
例 1
解题秘方：U 形管压强计两侧液柱在橡皮膜受压的情况下是否出现高度差可以判断其漏气与否，而高度差的大小则反映被测压强的大小。探究液体压强影响因素的实验应结合控制变量法进行。
(1)如图3 是U 形管压强计。实验前，为了检查探头与U 形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U 形管两侧液面__________________。
是否出现高度差
解析：用手轻轻按压橡皮膜，若U 形管两侧液面出
现高度差，则装置不漏气。
(2)在探究液体压强的大小与液体深度的关系时，记录的部分实验信息如下表。
实验次数 液体浓度 液体深 度h/cm U 形管两侧液面的高度差Δh/cm 液体压强的大小1
1 相同 3 2.7 a
2 6 5.8 b
3 9 8.9 c
①请将表格中a、b、c 三处空缺的信息补充完整：
a. ________；b. ________ ；c. ________ 。
②根据表中信息可得出的探究结论是________________
_______________________。
小
中
大
液体密度一定时，
深度越大，液体压强越大
解析：由表中数据可知，U 形管两侧液面的高度差越来越大，故被测压强越来越大。由此可见：液体密度相同时，深度越大，压强越大。
(3)在探究液体压强的大小与液体密度的关系时，三次实验现象如图4 所示。
三个烧杯中的液面相平，U 形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。小明根据三次实验现象，并结合(2)中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程。
在密度不同的液体中，压强相同时，密度越大，液体深度越小，由此可推出：深度相同时，液体密度越大，压强越大。
解析：由图4 知，探头在酒精、水、盐水三种液体中受到的压强相同，而h 酒精＞ h水＞h 盐水，结合(2)中②的结论可知，若探头在三种液体中的深度相同，则p盐水＞ p水＞ p酒精，又已知ρ 盐水＞ρ 水＞ρ 酒精，可见，当深度相同时，液体密度越大，压强越大。
实验方法
●转换法：实验中，由于液体压强的大小不易测量，故通过压强计U形管两侧液柱高度差的大小来反映，这里利用的是转换法。
●控制变量法：实验中，分别改变探头橡皮膜的方向、深度、液体的密度进行实验，利用的是控制变量法。
1. 用隔板将玻璃容器均分为两部分，隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭，如图5 所示。下列问题中可以用该装置探究的是( )
① 液体压强是否与液体的深度有关
② 液体压强是否与液体的密度有关
③ 液体是否对容器的底部产生压强
④ 液体是否对容器的侧壁产生压强
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
B
1. 液体压强计算公式的推导
如图6 所示，设图中的液柱模型高度为h，液柱的底面积为S，液柱的密度为ρ 。推导步骤：
新知二 液体压强的计算
①液柱的体积 V=Sh；
②液柱的质量 m=ρV=ρSh；
③液柱静止，竖直向上的压力F 和重力G 是一对平衡力，即F=G=mg=ρgSh；因此有pS=ρgSh；
④深度为h 处液体产生的压强p=ρgh。
2. 计算公式 p=ρgh。
3. 公式中各字母所表示的物理量及其单位
字母 物理量 单位
ρ 液体密度 kg/m3
g 常量 N/kg
h 液体深度 m
p 液体压强 Pa
4. 公式理解
(1)公式中各物理量的单位都应统一取国际单位制中的单位，这样算出的压强单位才是“帕斯卡”。
(2)公式中“h”是液体的深度，而非液体的高度。深度是指液面到被研究点的竖直距离(图7)，高度是指地面到被研究点的竖直距离。
知识对比
公式 是压强的定义式，适用于一切压强的计算。
公式p=ρgh可用于计算一切液体产生的压强及密度均匀的气体产生的压强，还可以用来计算质地均匀的柱状物对水平面的压强。
液体压强公式p=ρgh是利用定义式 推导出来的。对于具有规则的侧壁的竖直容器，液体对容器底的压强用公式 和p=ρgh计算的结果一致；对于其他不规则容器，计算液体压强一定要用公式p=ρgh，否则会出现错误。
深度理解
由公式可知，液体内部压强的大小取决于液体的密度与液体的深度，与容器的形状和底面积、容器内液体的体积和质量等因素无关。
如图8 所示，容器中装有0.2 kg 的水，水的深度为10 cm，g 取10 N/kg，求：
例2
(1)容器中水所受的重力。
解：容器中水所受的重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N。
答: 容器中水所受的重力为2 N。
(2)水对容器底的压强。
解：水对容器底的压强p=ρ gh=
1×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－2 m=1×103 Pa。
答：水对容器底的压强为1×103 Pa。
方法技巧
公式p=ρ gh可用来计算液体压强，变形式 可用来计算液体深度，变形式 可用来计算液体密度。
[中考·乌鲁木齐]我国自主建造的世界上压力最大的
8 万吨多向模锻压机锻造大型工件时，对工件的压力为8×108 N，与工件的接触面积为4 m2，则工件承受的压强相当于( )(g 取10 N/kg)
A.2 km 高水柱产生的压强 B.4 km 高水柱产生的压强
C.8 km 高水柱产生的压强 D.20 km 高水柱产生的压强
例 3
D
解题秘方：工件承受的压强是固体压强，可用公式
计算；水柱产生的压强可用公式 p=ρ 水gh 计算。
解析：工件承受的压强 =2×108 Pa。
若水柱产生的压强 p2=p1=2×108 Pa，则水柱的深度h= =2×104 m=
20 km。
2. 如图9 所示的容器中，A 点处液体由于重力而产生的压强为1 568 Pa，则该液体的密度为____________kg/m3。
0.8×103
二、液体内部的压强
液体的压强
重力
流动性
公式：p=ρ液gh
影响因素
产生
归纳新知
再 见

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