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第二节 科学探究：液体的压强
第八章 压 强
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
液体压强的特点及产生原因
探究液体压强大小的影响因素
液体压强的计算公式
连通器
液体压强的传递——帕斯卡定律
知识点
液体压强的特点及产生原因
知1－讲
感悟新知
1
1. 液体压强的特点
知1－讲
感悟新知
液体压强的特点：液体对容器底部和侧壁都有压强，液
体内部也有压强。
2. 液体压强产生的原因
(1)液体受重力，所以液体对容器底部有压强。
(2)液体具有流动性，所以液体对容器侧壁有压强，液体内部向各个方向也都有压强。
知1－讲
感悟新知
知识迁移
在探究压力作用效果的影响因素时，选择容易发生形变的海绵或沙子等物体，用转换法将压力的作用效果转换为物体的形变程度。
在探究液体压强的特点时，需要通过物体的形变程度来反映液体压强的大小，所以要选择容易发生形变且不吸水的物体，例如橡皮膜、气球等。
知1－讲
感悟新知
归纳总结
形态特征决定压强特点：
(1)固体：没有流动性，所以只对被其挤压的物体产生压强，对接触但没有被挤压的物体不产生压强。
(2)液体：受重力作用，且具有流动性，所以对容器底部、容器侧壁、其内部接触的物体都产生压强。
(3) 气体：若气体也产生压强，猜想它的压强特点接近固体，还是液体？
感悟新知
知1－练
一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，如图1 甲所示，第二次瓶口朝下，如图乙所示。第一次橡皮膜向______，第二次橡皮膜向______(前两空均填“内凹”或
“外凸”)。如果没有橡皮膜，水
______(填“会”或“不会”)产生
压强。
例 1
内凹
内凹
会
感悟新知
知1－练
解析：液体对橡皮膜产生的压力都是垂直于橡皮膜，且指向橡皮膜，所以甲、乙两次橡皮膜都是向内凹；橡皮膜只是通过形变反映了液体产生的压强，有没有橡皮膜，水都会产生压强。
知识点
探究液体压强大小的影响因素
知2－讲
感悟新知
2
1. 猜想液体压强大小的影响因素
知1－讲
感悟新知
思想方法
利用比较法发现液体压强大小的影响因素：
(1)相同容器内都装有水，水的深度不同，薄膜凸起程度不同，猜想液体压强大小与液体深度有关。
(2)相同容器内液体深度相同，液体密度不同，薄膜凸起程度不同，猜想液体压强大小与液体密度有关。
▲▲▲
知2－讲
感悟新知
2. 设计实验：
(1)实验装置——U 形管压强计
①结构：如图2，金属盒和U 形管通过橡胶管连接；U 形管内装有带颜色的液体。
知2－讲
感悟新知
② 测量液体压强的原理：橡皮膜受到液体压强作用发生凹陷→挤压内部空气→空气挤压有色液体→ U 形管两侧液面出现高度差。
知2－讲
感悟新知
(2)探究液体压强与液体深度、液体密度的关系
①探究液体压强
与液体深度的关系
② 探究液体压强
与液体密度的关系
控制液体密度不变→用同种液体改变金属盒距离液面的高度
控制金属盒距离液面的高度不变改变液体的密度
知1－讲
感悟新知
实验点拨
1 . U形管压强计使用注意事项 ：
(1)实验前要保证U形管两侧液面在同一水平面上，如果不在同一水平面上，可以把橡胶管拔出，重新安装。
(2) 实验前要检查U形管压强计的气密性，方法是用手轻按金属盒上的橡皮膜 ，观察U形管两侧液面是否出现高度差。如果变化不明显，说明U形管压强计漏气，要查出原因加以调试；若高度差变化明显，说明装置不漏气。
知1－讲
感悟新知
2 . 物理量具体化
在设计实验方案时，必须要把需要控制的物理量转化为可实际操作的物理量：
(1) “液体深度”→金属盒距离液面的高度。
(2) “液体密度”→改变容器内液体的种类或向水中加盐。
知2－讲
感悟新知
3. 实验过程及结论分析
(1)探究液体压强与液体深度的关系
知2－讲
感悟新知
实验序号 甲 乙 丙
液体密度(控制变量)/(g·cm－3) 1
液体深度(自变量)/cm 2.5 4 5.5
U 形管两侧液面高度差(观察变量) 小 较大 大
液体压强大小(因变量) 小 较大 大
知2－讲
感悟新知
结论：当液体密度相同时，液体深度越大，液体的压强越大。
知2－讲
感悟新知
(2)探究液体压强与液体密度的关系
知2－讲
感悟新知
实验序号 甲 乙 丙
液体深度(自变量)/cm 5.5
液体密度(控制变量)/(g·cm－3) 0.8 1 1.2
U 形管两侧液面高度差(观察变量) 小 较大 大
液体压强大小(因变量) 小 较大 大
知2－讲
感悟新知
结论：液体深度相同时，液体密度越大，液体的压强越大。
知2－讲
感悟新知
(3)补充探究：探究液体压强与方向的关系
知2－讲
感悟新知
实验序号 甲 乙 丙
液体密度(控制变量)/(g·cm－3) 1
液体深度(控制变量)/cm 5.5
橡皮膜方向(自变量) 向下 向上 向侧面
U 形管两侧液面高度差(观察变量) 相同
液体压强大小(因变量) 相同
知2－讲
感悟新知
结论： 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等。
总结： 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等，随液体深度的增加，压强随之变大；不同的液体，产生的压强大小与液体的密度有关，在同一深度，密度越大，液体的压强越大。
知1－讲
感悟新知
归纳总结
实验结论的描述：
(1)忽略一个变量：观察变量反映了因变量的大小，所以在描述实验结论时，不用描述观察变量。
(2)体现三个变量：
①为了体现实验结论的严谨性，必须描述控制变量。
②为了体现因变量与自变量的关系，必须描述自变量和因变量的变化情况。
知1－讲
感悟新知
细节点拨
无关变量——方向：
在探究液体内部压强与方向的关系时，方向是自变量，液体压强大小是因变量。
实验结论表明：液体内部压强大小与方向无关，方向是无关变量。
感悟新知
知2－练
[中考·钦州] 如图6 所示，水平地面上A、B 两圆柱
形容器中的液面相平，甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p乙和p丙(ρ水﹥ρ煤油)，则p甲、p乙和p丙的大小关系为( )
A. p 甲=p 乙> p 丙
B. p 甲> p 乙> p 丙
C. p 甲﹤ p 乙﹤ p 丙
D. p 甲=p 乙﹤ p 丙
例2
感悟新知
知1－练
解析：根据液体内部压强的特点可知，甲、乙两处的深度相同，由于ρ 水﹥ρ 煤油，所以p甲﹥ p乙；乙、丙两处，液体密度相同，由于h 乙﹥ h 丙，所以p 乙﹥ p 丙，综上所述p甲﹥ p乙﹥p 丙。
答案：B
感悟新知
知2－练
思路点拨
比较液体压强大小的解题模型：
知识点
液体压强的计算公式
知3－讲
感悟新知
3
1. 液体压强公式的推导：如图7，在容器的液体中，取一底面积为S、高为h 的液柱，液柱的上表面为液面的一部分。则：
知3－讲
感悟新知
(1)液柱的体积V=Sh。
(2)液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg。
(3)液柱对其底面产生的压力F=G=ρShg。
(4)液柱对其底面产生的压强p= = =ρgh。
知3－讲
感悟新知
知识对比
公式p= 是压强的定义式，适用于一切压强的计算。
公式p=ρ gh可用于计算液体产生的压强，也可以用来计算质地均匀的柱状物对水平面的压强。
知3－讲
感悟新知
2. 液体压强公式：p=ρgh
(1)公式中字母表示的物理量及其单位：
字母 p ρ h
物理量 压强 液体密度 深度(液面到被研
究点的竖直距离)
单位 Pa kg·m－3 m
知3－讲
感悟新知
(2)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。


知3－讲
感悟新知
深度理解
深度h 的图解
不同位置(小黑点)的液体深度h：
知3－讲
感悟新知
易错提醒
利用公式p=ρgh计算时，单位要统一，密度ρ的单位是kg/m3，深度h的单位是m,压强p的单位是Pa。
感悟新知
知3－练
如图9 所示容器中装有水，g 取10 N/kg，ρ水＝ 1.0×
103 kg/m3。求：
例 3
感悟新知
知3－练
(1)水对容器底部B 处的压强。
解：由图可知，B 处水的深度hB=35 cm=0.35 m， 水对容器底部B 处的压强pB=ρ 水ghB=1.0×103kg/m3×
10 N/kg×0.35 m=3.5×103 Pa。
感悟新知
知3－练
(2)水对容器顶部A 处的压强。
解：由图可知，A 处的深度hA=35 cm－18 cm =
17 cm=0.17 m，水对容器顶部A 处的压强pA=
ρ 水ghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.17 m=
1.7×103 Pa。
知识点
连通器
知4－讲
感悟新知
4
1. 连通器的定义：如图10 甲所示，上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。
知4－讲
感悟新知
温馨提示
U形管压强计不是连通器，若U形管压强计的橡皮膜漏气，则U形管压强计的左右两管就构成了连通器。
知4－讲
感悟新知
2. 连通器的特点
(1)推导：如图乙所示的是装有同一种液体的连通器，假设容器底部有一薄液片，静止液体内薄液片处
于静止状态。薄液片处于静止状态→薄液片
左右两边受到的液体压力相等，即F 左=F 右
→ p 左S=p 右S → p 左=p 右→ρ左gh 左=
ρ右gh 右 h 左=h 右。
同种液体
知4－讲
感悟新知
(2)结论：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。
知4－讲
感悟新知
3. 连通器的应用
生活中的 连通器
说明 壶嘴和壶身构成连通器 锅炉和水位计构成连通器 两水槽构成连通器
知4－讲
感悟新知
思想方法
理想模型法：
为了方便研究问题，我们在推导液体压强公式时，设想了一液柱；在推导连通器内各部分液面高度关系时，设想了一薄液片。这种研究问题的方法，叫做理想模型法。
▲▲▲▲▲
知4－讲
感悟新知
归纳总结
连通器原理解题模型：
感悟新知
知4－练
在装修房屋时，工人师傅常把一根灌有水(水中无
气泡)且足够长的透明塑料软管的两端(两端开口)靠在墙面的不同地方并做出标记，这样做利用了______的原理，目的是保证两点在______________ 。
例4
连通器
同一水平面上
感悟新知
知4－练
解析：由于塑料软管中装有水，软管两端开口，底部相连通，符合连通器的结构特征；连通器中的同种液体静止时，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上，因此工人师傅这样做的目的是保证两点在同一水平面上。
知识点
液体压强的传递——帕斯卡定律
知5－讲
感悟新知
5
1. 帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。
2. 帕斯卡定律应用——液压机
如图11，两个活塞与同一容器的液体相接触。根据帕斯卡定律，施加于左边小活塞的压强被液体大小不变地传递给右边的大活塞，所以p1=p2，即=，
因为S1力要比小活塞受到的压力大。
知5－讲
感悟新知
知5－讲
感悟新知
深度理解
从原理到应用：
液体压强的特点及帕斯卡定律，都是物理规律，这些本来就存在，需要我们去发现。
水壶、液压机等，是物理规律的应用，这些本来没有，是人类利用知识发明、创造的。
为了把物理规律变成应用，首先，我们需要理解物理规律并有应用物理规律的意识；然后，能根据需要，通过尝试、对比、改进等，制作出符合应用要求的工具。
感悟新知
知5－练
如图12 为液压机原理图，液压机内装有同种液体，活塞A、B 的面积SA∶SB ＝ 1∶4，当用50 N 的力作用在活塞A上时，活塞B 能举
起 ______N 的物体。(不计摩
擦和活塞所受的重力)
200
例 5
感悟新知
知5－练
解析：因为两边压强相等，所以=，即F′=F×=50 N×=200 N，活塞B能举起的物体所受的重力G=F′=200 N。
感悟新知
知5－练
思路点拨
帕斯卡定律应用解题模型：
科学探究：液体的压强
液体的压强
重力
产生
原因
特点
流动性
计算公式：p=ρgh
应用
连通器
船闸

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