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第二节 探究：液体压强与哪些因素有关
第八章 压强
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
液体压强的特点
探究液体压强的规律
液体压强公式
连通器
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
知1－讲
感悟新知
知识点
液体压强的特点
1
1. 液体压强的特点
操作 现象 结论
在上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管中缓缓加水，观察到橡皮膜向下凸 液体对容器底部有压强
感悟新知
总结归纳 液体向各个方向都有压强。
知1－讲
操作 现象 结论
在塑料袋内装上水，水使塑料袋的四周都向外凸 液体对侧壁有压强
将塑料袋套在手上，浸入水中，观察到塑料袋紧紧贴在手上 液体内部有压
感悟新知
知1－讲
方法点拨
转换法显示液体压强
实验中将看不见的压强转换为橡皮膜或塑料袋的形变，其形变程度反映了压强的大小，形变方向反映了压强的方向。
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2. 液体压强产生的原因
知1－讲
液体为什么对底部有压强
液体为什么对侧壁和向各个方向都有压强
感悟新知
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深度理解
液体除了对容器底部产生压强外，还对 “限制”它流动的容器侧壁产生压强，固体则只对其支承面产生压强。
知1－练
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[ 期中·海口龙华区 ] 在正方体玻璃盒的 a、 b、 c、 d
四个面上各开一个相同的孔，并蒙上绷紧程度相同的橡皮膜，如图所示，将此装置分别置于水和酒精中。则下列选项中能反映橡皮膜受到液体的压强的是？( )
例1
知1－练
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解题秘方：橡皮膜的形变方向由玻璃盒所受的液体压强方向决定，橡皮膜的形变程度由玻璃盒所受的液体压强大小决定，据此分析即可判断。
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解析： 玻璃盒水平放置，因两侧液体的深度相同，则所受液体的压强相等，所以两侧橡皮膜都向内凹，且凹陷程度相同；因为下端橡皮膜在液体中的深度大于上端橡皮膜在液体中的深度，下端橡皮膜受到液体的压强大，上端橡皮膜受到液体的压强小，所以，下端橡皮膜向内凹的程度大，上端橡皮膜向内凹的程度小，故 B 正确。
答案：B
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1. [ 期末·广州白云区 ] 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，第二次瓶口朝下，这两次药瓶在水里的位置相同（如图），则第一次橡皮膜向______（填“内凹”或“外凸”），第二次橡皮膜向 ______(填 “内凹”或“外凸”），且第二次橡皮膜形
变程度更 ______（填“大”或“小”）。
内凹
内凹
大
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知识点
探究液体压强的规律
2
1.U 形管压强计
结构
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续表
使用 ① 实验前 : 需检查装置的气密性 , 以防漏气。可用手轻按橡皮膜 ,观察 U 形管两侧液面的高度差是否变化，若变化 , 则说明不漏气 ; 若不变化 , 则说明漏气 , 需重新调整实验装置；② 使用时 : 应使探头缓慢地下沉或转动 , 以便于观察 U 形管两侧液面的变化情况；③ 为了便于观察实验现象 , 可以在 U 形管的液体中滴一滴红色墨水
原理
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方法点拨
转换法
通过U形管压强计把所测量的液体的压强转换为U形管的两管中液体的液面差来表示。
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2. 探究液体压强大小和液体密度、深度的关系
实验目的 探究液体压强和液体密度的关系 探究液体压强和液体深度的关系
实验设计 控制浸入液体的深度相同，改变液体的密度，比较压强大小 控制液体的密度相同，改变浸入液体的深度，比较压强大小
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知2－讲
深入思考 液体对容器底部压强的大小为什么和液体的重
力无关？
实验现象
结论 深度相同时，液体的密度越大，液体内部压强越大 同种液体内部压强，深度越深，压强越大
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方法点拨
控制变量法
由于影响液体压强大小的因素较多，故在进行实验时，注意每次探究某一因素对液体压强的影响时，应控制其他因素不变。例如探究液体内部压强与液体密度的关系时，应控制深度相同，只改变液体密度，比较液体压强的大小。
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3. 探究液体压强大小和方向的关系
实验目的 探究液体压强和方向的关系
实验设计 保持在水中的深度不变，只改变探头的方向，比较向各个方向压强的大小
实验现象
结论 同种液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等
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深度理解
由于容器侧壁对液体有支持力，故液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。
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总结 液体内部压强规律：同种液体同一深度，向各个方向的
压强相等；液体的压强与液体的密度和深度有关，深度一定时，液体的密度越大，压强越大；液体的密度一定时，深度越深，压强越大。
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[ 一模·汕头澄海区 ] 如图 3 所示是利用 U 形管压强计探究影响液体内部压强大小因素的实验过程，各完全相同的容器中皆装有 20 cm 高的液体。
例2
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解题秘方：压强计是通过橡胶管中气体压强的变化来改变U 形管中两侧液体高度差的，若液体压强计气密性差， U 形管两侧液柱的高度差变化都很小。探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系，根据控制变量法需要控制探头所处的深度相同。
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(1)实验开始前，应检查压强计的气密性：轻轻按压探头，如果观察到 U 形管两侧液面始终保持相平，则说明压强计的气密性______ （填“好”或“差”）。
差
解析： 轻轻按压探头，如果观察到 U 形管两侧液面始终保持相平，则说明压强计漏气，气密性差。
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(2)图③所示的实验中，清水对探头橡皮膜产生向______ (填 “上”或“下”)的压强，由图①～③可得结论：在相同液体内部同一深度，压强的大小与方向 ______ (填“有关”或“无关”)。
上
无关
解析： 图③所示的实验中，橡皮膜朝下，所以清水对探头橡皮膜产生向上的压强；由图①～③可得压强计处在清水中的深度相同，不同的是压强计的探头方向，但压强计两侧液面的高度差没有变化，可得结论：在相同液体内部同一深度，压强的大小与方向无关。
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(3)图③中探头所受压强为 p3，图⑤中探头所受压强为 p5，则p3 ______ （填“＞”“＝”或“＜”） p5，甲同学由此得出结论：液体的密度越大，压强越大。乙同学则认为该实验不能得出这个结论，因为没有控制 ______相同。
<
深度
知2－练
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解析： 由图③中压强计两侧液面的高度差小于图⑤中压强计两侧液面的高度差，可得 p3感悟新知
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(4)丙同学想利用图③和图④的实验探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系，需从图④盛水的容器中抽掉共 ______ cm 高的水。
4
解析： 利用图③和图④的实验探究液体内部某点压强大小跟该点到容器底部距离的关系，需要控制探头所处的深度相同，所以需从图④盛清水
的容器中抽掉共 h=10 cm-6 cm=4 cm 高的清水。
知2－练
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2.实验活动探究课，小明将一 个 圆 柱 形塑 料 瓶 底部 剪 掉 并 蒙 上 橡 皮 膜扎 紧，制成了如图甲所示的简易压强检测装置（实验中忽略水槽中的液面变化）
知2－练
感悟新知
(1)将塑 料 瓶 压 入 液体中是 通 过 观 察 橡 皮膜的凹陷程度来判断液体的压强大小。这种研究方法是_______________ 。
(2)从乙、丙两图实验操作可以发现，小明同学设计的思路：保持_________不变，研究液体内部压强与_________ 的关系。
转换法
液体密度
液体深度
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(3)小 明 继 续 进 行了图丙、丁的实 验 操作：将塑料 瓶压入 水中，并在_______ （填“塑料瓶” 或“水槽”）上作出液面的标记（如图丙），再将塑料瓶压入装有盐水的水槽内，直至液面到达标记处（如图丁），观察实验现象可得出结论：在同一深度处，液体的密度越大，压强________ 。
塑料瓶
越大
知2－练
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(4)小明将 某种液体倒入塑料瓶内，将塑料瓶缓慢压入水中，如图戊所示，当看到塑料瓶底部橡皮膜变平时，发现 塑料 瓶内液体的液面高于水 槽中水的液面，说明瓶内液体的密度_____ （填“大于”“小于”或“ 等 于”）水 的密度。
小于
知3－讲
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知识点
液体压强公式
3
1. 液体压强的公式推导
模型示意图 推导过程
设想在一玻璃容器内的水中有一高为 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 水柱的体积为 V=Sh
水的密度为 ρ
水柱的质量为 m=ρV=ρSh
水柱对其底面积的压力F=G=mg=ρVg=ρShg
水柱对其底面积的压强为p== =ρgh
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知3－讲
特别提醒
辨析：深度和高度
深度：液体内一点到自由液面的竖直距离。
高度：液体内一点到容器底的竖直距离。
例如：图 4 中 A 点的深
度为16 m，高度为7 m。
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2. 液体压强的公式 p=ρgh
(1) 公式
知3－讲
公式和单位
公式变形
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(2) 深度 h 的理解
深度( h)：某点到自由液面的距离(如图 5 所示)。
自由液面：和空气直接接触的液面。
知3－讲
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3. 公式理解 液体的压强与液体的深度和液体的密度有关，跟液体的质量和体积等其他因素无关。
深入思考 公式 p= 与 p=ρ 液 gh 的区别是什么？
知3－讲
感悟新知
知3－讲
深度理解
p= 为压强定义式，普遍适用于固体、液体、气体； p=ρ 液 gh 是由定义式推导出来的，只适用于液体。
知3－练
感悟新知
如图 6 所示，装有水的容器放在水平地面上， A 点受到的压强是______ Pa。（水的密度为 1.0×103 kg/m3，g 取 10 N/kg）
例3
6×10 3
知3－练
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解析： A 处水的深度 h=70 cm-10 cm=60 cm=0.6 m，则 A点受到的压强 p=ρ 水 gh=1.0×10 3 kg/m 3×10 N/ kg×0.6 m=6×10 3 Pa。
解题秘方：A 处水的深度为从 A 点到自由液面（和大气相通的液面）的距离；根据 p=ρ 水 gh 求压强时，注意深度 h 的单位为米（ m）。
知3－练
感悟新知
3. [ 月考·西安新城区校 级 ] 如图所示，一重为 2 N 的薄 壁容 器 中装 有 质 量 为 600 g 的水，容 器 的 底 面 积 为40 cm2，水对容器底部的压强为________Pa（ρ 水 =1.0× 10 3 kg/m 3， g 取10 N/kg）。
1 000
感悟新知
知4－讲
知识点
连通器
4
1. 连通器
定义 上端开口、底部互相连通的容器
图例
感悟新知
知4－讲
续表
特点 连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的
实例
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知4－讲
2. 连通器液面相平的原理
提出问题 连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面为什么总是相平的
连通器模型
思路分析
推导过程 因为液片 AB 静止，受到平衡力，所以 F 左 =F 右（ F=pS），故 p 左 =p 右，即 ρ 左 gh 左 =ρ 右 gh 右，因此 h 左 =h 右
知4－讲
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方法点拨
理想模型法
在推导连通器两边液面为什么相平时，在容器底部连通的部分假设有一个液体构成的薄片，它的厚度为 0，称为液片 AB，由它静止时受力平衡可以推导两边液面高度相同。液片AB 即为理想化的模型。
知4－讲
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深度理解
(1)液体静止。
(2)同一种液体。
(3)液面和大气相通。
深入思考 连通器液面相平的条件是什么？
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知4－讲
3. 连通器的应用
知4－讲
感悟新知
知识链接
船闸的工作原理
感悟新知
知4－讲
4. 帕斯卡原理
实验现象 在塑料袋不同的位置扎几个洞，用手挤压塑料袋，看到水从不同的位置喷出 如图，把活塞向下推，容器内的液体向各个方向喷出
帕斯卡原理 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 应用
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如图 8 所示，茶壶的壶盖上开有小孔，壶嘴和壶身构成一个 __________，壶内盛水，水面最高可到达图中位置_______ （填“A”或“B”）。
例4
连通器
B
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解题秘方：静止在连通器中的同一种液体，各部分的液面总在同一水平线上。
解析： 壶嘴与壶身上端开口、下端相连通，所以是连通器。连通器中装水时，各个部分水面相平，水面最高高度不超过最低的开口位置，所以茶壶内盛水，水面最高只能达到位置 B 的高度。
知4－练
感悟新知
4. 南水北调中线工程从丹江口水库引水，穿过黄河，直 通 北 京。工 程 师 设计了如图所示的穿黄隧洞，整 个穿黄隧洞相当于一个 _________。当水不流动时，水对 A 点的压强______ （填“大于”“等于”或“小于”）水对 B点的压强。
连通器
小于
探究：液体压强与哪些因素有关
计算公式： p=ρgh
特点
液体的
压强
重力
应用
流动性
产生
原因
连通器
船闸

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