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2 液体的压强
教科版·八年级物理
第 9 章 压强
2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。它的载人舱是由我国自主研发的高强度钛合金材料加工而成的。
为什么潜水器要有这种特制的钢“铠甲”呢？
新课导入
液体压强的特点
知识点1
1. 液体内部有压强
加水后，橡皮膜向下凸出。
液体对容器的底部和侧壁有压强
加水后，橡皮膜向外凸出。
【点击图片观看相应视频】
水会从洞口向侧壁喷出
新课探究
喷泉的形成
喷泉中的水柱能向上喷出，说明液体内部向上也有压强。
由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强
由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强，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？
水
酒精
2. 液体压强的特点
实验思路
可以用右图所示的实验装置探究液体的压强。改变探头的方向，就能探究液体内部各个方向的压强；改变探头的深度或把探头放在其他液体中，就能探究液体压强与深度、液体密度等因素的关系。
液体内部的压强与哪些因素有关
U形管
橡皮管
橡皮膜
探头
原理：当探头上的橡皮膜不受外力作用时，U形管两侧液面等高；当橡皮膜受到压强时，U形管两边的液面出现高度差，压强越大，液面的高度差也越大。
高度差Δh
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微小压强计
作用：测量液体内部的压强。
转换法
控制探头在水中的深度不变，改变探头的朝向。
现象：U形管两边液面的高度差不变。
液体内部压强与方向无关
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实验过程
保持探头的朝向不变，改变探头在水中的深度。
现象：U形管两边液面的高度差变大。
液体内部压强随深度的增加而增大
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将水换成盐水，控制探头的朝向、深度不变。
现象：U形管两边液面的高度差不一样。
液体内部的压强跟液体的密度有关
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实验次数 探头深度/cm 橡皮膜方向 U形管液面高度差/mm 水 盐水
1 5 朝侧面
2 5 朝下
3 5 朝上
4 10 朝下
5 15
朝下
4.6
5.5
4.6
5.5
4.6
5.5
9.0
10.8
13.4
16.1
实验结论：
1. 在液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度，向各个方向的压强大小都相等；
2. 深度越深，压强越大；
3. 液体内部的压强大小还跟液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强越大。
三个烧杯中分别装入水、酒精和水银，设在液体内部相同深度的 A，B，C 三点的压强分别为 pA，pB ，pC（ ）
A . pA＞pB＞pC B. pA＜ pB ＜ pC
C . pC＞ pA＞pB D. pA ＞ pC ＞ pB
p = ρ液 gh
C
练习
对微小压强计来说，探头上的橡皮膜的凹凸程度反映了液体压强的大小。据此，我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插人水中，来定量研究液体压强的大小。
知识点2 液体压强的大小
液体内部的压强有多大
将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中，橡皮膜受到水对它向上的压强，所以上凸.
F水柱
h
F向上
缓慢地向玻璃管内倒水，直到橡皮膜恢复原状，观察到管内水的液面与容器内水的液面相平.
这样计算压力很巧妙，物理学中有许多量是通过这种间接测量得到的！
如图所示，向玻璃管中注入水，观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时，观察玻璃管内水的高度，你会发现什么？
橡皮膜没有凹凸时，杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力 F水柱平衡。
F水柱
h
F向上
设水的密度是 ρ，玻璃管的内截面积是 S，橡皮膜距水面的深度是 h。
而 F向上=pS，F水柱=
mg = ρShg
F水柱
h
F向上
即 F向上 = F水柱
则在深度为 h 处水产生的压强
帕斯卡在 1648 年验证了液体产生的压强与深度成正比的结论。后来，科学家进一步研究得出液体内深度为 h 处的压强。
p = ρgh
P：液体压强（单位： Pa ）
ρ：液体的密度（单位：kg/m3）
g 通常取 9.8 N/kg
h：液体的深度（单位：m）
（1）h—深度：从该点到自由液面的竖直距离
（2）使用时单位要统一
（3）只适于静止液体产生的压强
（4）液体压强的大小取决于液体密度和深度的大小，与液体质量（重力）、容器底面积、容器形状等无关。
p = ρgh
公式 与 p=ρgh 的区别与联系
压强公式 液体压强公式p=ρgh
区别 适用范围 所有情况下压强的计算 计算液体压强（液体静止时）
决定因素 压力大小、受力面积 液体密度、深度
联系 液体压强公式 p=ρgh 是通过公式 并结合液体的特点推导出来的 不同鱼缸里的两条鱼，趴在水底争论不休。它们谁说的对呢？
压强是由水的重力产生的，我这儿的水比你那里的水多得多，所以我在水底受的压强比你大!
我上面的水比你的深，所以我在水底受的压强比你大!
1. 如图所示的容器中装有水，则水对A点的压强为（ ）
A. 980 Pa
B. 2940 Pa
C. 5880 Pa
D. 条件不足，无法判断
C
练习
2. 一艘小船船底离水面 0.5 m，水对船底的压强为多少？若船底有一面积为 2cm2 的小洞被一木塞堵住，水对该木塞的压力为多少？
解：水对船底的压强：
p = ρgh = 1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.5m
= 4.9×103 Pa
水对木塞的压力：
F = pS = 4.9×103Pa×2×10-4 m2 = 0.98 N
答：水对船底的压强为 4.9×103 Pa，水对该木塞的压力为 0.98 N。
知识点3 连通器
上端开口、下端相连通的容器叫做连通器。
1. 连通器的定义
连通器中液面的特点
如图所示，把两个注射器筒拔去活塞，用胶管连接，做成一个连通器，在连通器中加入水，观察两个筒里水面的高度。
保持一个筒不动，使没一个筒升高、下降或倾斜，待水面静止时观察两个简中的水面高度，
2. 连通器的特点
连通器里的同一种均匀液体不流动时，各开口处的液面高度总是相同的。
点击图片播放
前提——同一种液体
条件——液体静止（不流动）
现象——液面相平
3. 连通器的原理
点击图片播放
液体静止
液片处于平衡状态
液片两侧所受压力 F1=F2
液片两侧所受压强 p1=p2
两管液柱h1=h2
两管液面高度相同
4. 连通器的应用
下图中的几种装置，是连通器在我们生活中的常见应用，你能说出它们的道理吗？
(a) 茶壶的壶嘴与壶体组成连通器
(c) 水封
(b) 锅炉与其外面的水位计组成连通器
a. 壶嘴太高，不方便倒水；壶嘴太低，则壶身装不满水。
b. 能从水位计的玻璃管中了解锅炉内的水位。
c. 可以储存一定量的水，阻止下水道中的异味进入室内。
两水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使右边水槽中始终有水。
你还能举出哪些在日常生活中应用连通器的实例？
水塔是如何给周围建筑供水的？
在打开水龙头的时候，形成了连通器的结构，水要上升到和水塔中的水一样高，因此可以不断地流出来。
设计水塔有什么要求？
水塔要比周围的建筑高。
连通器在日常生活和生产中应用广泛，如图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是（ ）
D
A.茶壶
B.锅炉水位计
C.过路涵洞
D.拦河大坝
“裂球”实验
帕斯卡曾做过一个实验：他在一个装满水的密闭木桶上插了一根细长、坚固的管子，向细管子里灌水，结果只加了几杯水，就产生了很大的压强，竟把木桶压裂了。
请你和同学一起用细胶管和气球来模拟帕斯卡的裂桶实验，看用多少水能把气球胀破，并估算气球能承受的最大压强。
液体的压强
1.液体内部压强产生的原因
2.液体内部压强的特点
3.液体内部压强计算公式：p=ρgh
①液体内部向各个地方都有压强
②同种液体在同一深度，向各个方向的压强相等
③深度越深，压强越大
④液体内部的压强跟液体的密度有关
4.连通器
课堂小结
1.如果水的压强仅仅是向下，而不是作用于所有的方向，水中的鱼将出现什么现象？
随堂练习
【选自教材P52 自我评价 第1题】
解：鱼会被压至水底，甚至会被压扁而死亡。
【解析】若鱼只受到向下的压强，则只受到向下的压力，鱼将向下运动，而压强又随着深度的增加而增大，最后鱼会被压扁而死。
2.在水杯中加半杯水，然后将一根吸管分别插入水中不同的深度，用嘴吹气，使水下冒气泡，你会感觉有什么差别？说说其中的道理。
【选自教材P52 自我评价 第2题】
解：吸管插入水中越深，吹气泡时会感觉越费力。
【解析】同种液体压强大小与深度有关，深度越深，压强越大，所以从越深处吹气泡，会感觉越费力。
3. “奋斗者号”下潜深度为10 909 m 时，它的表面受到的海水产生的压强是多大？（海水密度近似为 1×103 kg/m3）
【选自教材P52 自我评价 第3题】
解：水对“奋斗者号”产生的压强
p=ρgh
=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×10909 m
≈1.07×108 Pa.
4. 雨天驾驶切勿涉险经过涵洞积水路段。如果汽车不慎驶入水中，随着水位的升高，车内的人越来越难推开车门脱离险境，为什么？
【选自教材P52 自我评价 第4题】
解：如果汽车不慎驶人水中，随着水位的升高，根据p=ρgh 可知，水对车门的压强将越来越大，压力也越来越大，车内的人也越来越难推开车门脱离险境。

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