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第2节 液体的压强
第九章 压强
知识点
知1－讲
1
液体压强的特点
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，因此液体对容器壁有压强。
(3)液体由于流动而在内部相互挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
知1－讲
2. 实验探究液体内部压强的特点
(1)提出问题 液体内部压强大小与什么因素有关？
(2)猜想与假设 液体内部压强大小可能与液体的密度有关，液体内部压强大小还可能与液体的深度有关。
知1－讲
(3)设计实验利用如图1 所示的微小压强计比较同种液体内部同一深度处不同方向的压强、不同深度处的压强，以及比较不同液体内部相同深度处的压强，进而分析实验数据得出结论。
知1－讲
(4)进行实验
①将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处，改变
探头的方向，发现U 形管两侧液面高度差不变。
②将压强计的探头放在同种液体内部，增加探头所在深
度，发现U 形管两侧液面高度差变大。
③将压强计的探头放在不同液体内部同一深度处，发现
在密度大的液体中，U 形管两侧液柱高度差较大。
知1－讲
(5)得出结论 ①在液体内部向各个方向都有压强。
②同种液体在同一深度，向各个方向的压强相等。
③同种液体内部，深度越深，压强越大。
④在同一深度，液体密度越大，压强越大。
知1－讲
深度理解 :
1. 微小压强计：研究液体压强的仪器。
2. 微小压强计的原理：将微小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。
知1－讲
3.微小压强计的使用：实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接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，看微小压强计U 形管左、右两侧液面高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气。
4. 使用微小压强计应注意：不能让压强计U 形管两侧液面高度差过大，以免使部分有色液体从橡皮管中流出。
知1－练
[中考·巴中]如图2 是探究“影响液体内部压强大小因
素”的实验过程。
例 1
知1－练
解题秘方：解答本题时可根据转换法、控制变量法进行分析判断。
知1－练
(1)使用前需检查装置是否漏气，用手轻轻按压几下橡皮膜，观察到U 形管中的液体能灵活升降，则说明______(填“漏气”或“不漏气”)。
解析：使用前需检查装置是否漏气，用手轻轻按压几下橡皮膜，如果没有明显变化则表明漏气，如果观察到U 形管中的液体能灵活升降，则说明不漏气。
不漏气
知1－练
(2)接着在烧杯中加入适量的水，将压强计的探头放入水中不同深度，如图甲、乙、丙所示，可以初步得出结论：当液体密度相同时，______越大，液体压强越大。
解析：如图甲、乙、丙所示，液体密度相同，深度越深，U 形管两侧液面高度差越大，可以初步得出结论：当液体密度相同时，深度越大，液体压强越大。
深度
知1－练
(3)除了上述探究(2)以外，还有哪些因素可能会影响液体内部压强大小呢？请在下述选项中选择合适的猜想和与之对应的实验方案：_____ (填猜想和实验方案对应的字母，只需选择一组)。
猜想：A. 可能与液体的密度有关
B. 可能与液体的体积有关
知1－练
实验方案：
C. 装入体积相同的不同液体，将探头放入相同深度，观察U 形管液面高度差
D. 装入体积相同的同种液体，将探头放入不同深度，观察U 形管液面高度差
E. 装入体积不同的同种液体，将探头放入相同深度，观察U 形管液面高度差
F. 装入体积不同的不同液体，将探头放入相同深度，观察U 形管液面高度差
知1－练
解析：根据控制变量法，如果探究A. 可能与液体的密度有关，则要求液体密度不同，深度和体积相同，实验方案C 符合；如果探究B. 可能与液体的体积有关，则要求体积不同，深度和液体密度相同，实验方案E 符合。所以AC 或BE 均可。
AC(或BE)
知1－练
(4)为了更好地探究“液体压强与液体密度的关系”，利用如图丁所示的装置进行改进实验，当注入水和盐水的深度相同时，若橡皮膜向左凸起，则隔板左侧的液体是______。整个实验过程用到的实验方法有_________法和 ______法。
水
控制变量
转换
知1－练
解析：当注入水和盐水的深度相同时，若橡皮膜向左凸起，表明右边的液体产生的压强大，则隔板左侧的液体密度较小，左侧是水。由于液体内部压强不易直接观察，是通过U 形管两侧液面高度差来间接观察的，此处应用了转换法，液体内部压强大小与液体密度、深度等因素有关，每次只能探究一个因素，此处应用了控制变量法。
知1－练
1.[中考· 宁夏] 如图所示，在“探究液体内部压强”的实验中：
知1－练
(1)图A 所示压强计在使用前，需观察U 形管两侧液面是否相平，要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法：_______________________________________________
_____。实验中通过____________________显示液体内部压强的大小。
用大拇指轻压橡皮膜，观察U形管两侧液面是否能灵活
升降
U 形管液面的高度差
知1－练
(2)某同学实验的情形如图B、C、D 所示。
①比较图B 和图C 可以探究的问题是________________
______________ 。
②保持探头在水中的深度不变，改变它的方向如图C、D所示，根据实验现象可以初步得出结论：
____________________________________________。
同种液体，液体压
强与深度的关系
在同种液体内部同一深度处，各个方向压强相等
知1－练
(3)该同学在实验过程中发现：在同种液体内部同一深度处，使用不同的压强计，U 形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点______________________________
___________________________________________________________________________________________。
两个相同的压强计，一个橡皮膜比
较松，一个橡皮膜比较紧，同时伸入同一种液体的同一
深度，观察两个压强计U 形管液面高度差的区别
知识点
液体压强的大小
知2－讲
2
1. 液体压强计算公式的推导 将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中，向玻璃管中注入水，当橡皮膜没有凹凸时：
知2－讲
(1)这个液柱的体积V=Sh；
(2)这个液柱的质量m=ρV=ρSh；
(3)这个液柱所受的重力G=mg=ρShg；
(4)这个液柱对“平面”的压力F=G=ρShg；
(5)这个液柱对橡皮膜的压强
公式p=ρ gh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
知2－讲
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
知2－讲
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，高度是指地面到被研究点的竖直距离
(如图4 所示)。
知2－讲
知识对比:
公式p =是压强的定义式，适用于一切状态物体产生压强的计算。
液体压强公式p=ρgh 是利用定义式p =推导出来的，对于具有规则形状的竖直容器， 液体对容器底的压强用公式p =和p=ρ gh 计算结果一致；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。
知2－讲
深度理解:
由公式可知，液体内部压强的大小与液体的密度和液体的深度有关，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。
知2－练
[期末·重庆南岸区]如图5 所示的须鳚科鱼是已知的鱼的潜水深度较深的一种，具有极高的科学研究价值，但是不能将它随意捕捞起来，
例2
知2－练
是因为它在被捕捞上来的过程中，受到海水的压强逐渐______，当它体内压强______(填“大于”“小于”或“等于”)体外压强时，它就很可能会爆体而亡。假如一条须鳚科鱼下潜到7 000 m 深处，它1 cm2 体表面积上受到的压力大小为____________ N。(ρ 海水=1.03×103 kg/m3，g 取10 N/kg)
变小
大于
7 .21×10 3
知2－练
解题秘方：根据p=ρgh 求出7000 m 深处海水的压强，根据F=pS 求出1 cm2 体表面积上受到的压力。
解析：液体的压强随深度的增加而增大，须鳚科鱼在被捕捞上来的过程中，在海水中所处的深度变小，受到海水的压强逐渐变小，当它体内压强大于体外压强时，形成向外的压力差，它就很可能会爆体而亡。
知2－练
须鳚科鱼下潜到7 000 m 深处时受到的压强p=ρ 海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×7000 m=7.21×107 Pa，它1 cm2 体表面积上受到的压力F=pS=7.21×107 Pa×1×10 -4 m2=7.21×103 N。
知2－练
2.[中考·济宁]2024 年4 月26 日， 神舟十八号载人
飞船采用自主快速交会对接模式，对接于中国空间站天和核心舱径向对接口，形成三船三舱组合体。成功对接后，以天和核心舱为参照物，神舟十八号载人飞船是_______的；全海深载人潜水器“奋斗者” 号在深潜试验中最大下潜深度达到10909 m，创造了中国载人深潜新的历史。深潜试验中“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为_____________ 。(g 取10 N/kg，ρ 海水=1.03×103 kg/m3)
静止
1.123 627×108
知3－讲
知识点
连通器
3
1. 定义 上端开口、下端相连通的容器。
2. 原理 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。
知3－讲
3. 连通器原理的证明
问题：如图6 所示的是一装有同种液体的连通器，液体密度为ρ，液体静止时，左、右两侧液面与连通器底部某处的距离分别为h1、h2，试证明：h1=h2。
知3－讲
证明：因为液体处于静止状态，故底部该处的液体也处于静止状态，取该处截面上一个小液片AB，则其受平衡力的作用，即小液片AB 左、右两侧受到的压力F1 和F2是一对平衡力，F1=F2；又因为F1=ρgh1S、F2=ρgh2S，则ρgh1S=ρgh2S，可见h1=h2。
知3－讲
4. 连通器的应用 茶壶、洗手间下水弯管、锅炉水位计、自来水塔的供水系统、过路涵洞等。
知3－讲
深度理解
◆连通器各部分中液面高度相同的条件：一是连通器中装的是同种液体，二是液体不流动。若连通器内装的不是同种液体，或连通器内液体流动时，液面不一定保持相平。
◆连通器中装有同种液体且液体不流动时，各部分液面高度相同，与各部分的粗细和形状等因素没有关系。
知3－讲
速记口诀
连通器，上开口，
底连通；同液体，
不流动，液面平。
知3－练
[模拟·牡丹江]如图7 所示，排水管的U 形“反水弯”是一个_______。使用后，“反水弯”处会存有一定量的水，两侧水面是_______的，可以有效阻挡排水管中异味进入室内。
例 3
连通器
相平
知3－练
解题秘方：U 形“反水弯”利用了连通器的原理，用里面的存水将上下隔开，防止异味上行，据此来进行解答。
解析：洗手盆下方排水管的U 形“反水弯”利用了连通器的原理，使管中存有一定量的水，两侧水面是相平的，将上下隔开，可以防止下水道的“异味”通过排水管进入室内。
知3－练
3. 在装修房屋时，工人师傅常将一根灌有水的透明塑料软管两端靠在墙上的不同地方，按管中水面位置在墙上作出标记( 如图所示)。他们这样做的目的是____________
________，所依据的物理原理是_______ 。　　　　　　
找到两个相同
高度的点
连通器
液体的压强
液体的
压强
探究液体内部的压强
特点
计算公式：p=ρ gh
产生原因
重力
流动性
连通器
概念
特点

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