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第2节 液体的压强
课时1 液体压强的特点
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学习目标
1.理解液体内部压强的特点。
2.知道液体压强的影响因素。
3.知道液体压强的公式，并会用液体压强公式 p=ρgh进行简单的计算。
4.了解一些连通器的应用实例。
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新知导入
帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水，就把桶压裂了，桶里的水就从裂缝中流了出来。
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新知探究
知识点一：液体的压强
模拟帕斯卡裂桶实验
容器为什么会爆开呢？
这个压强是如何产生的呢？
请思考：饮料瓶壁上为什么要刻些细槽？
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新知探究
现象
在容器中加入水后，蒙在容器底部和侧壁的橡皮膜明显地向外凸起。
结论
水对容器的底部和侧壁都产生了压强
产生原因
1.液体受到重力作用
2.液体具有流动性
演示实验：
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新知探究
现象
无论哪个方向，橡皮膜都会向内压缩
结论
液体内部各个方向都有压强
液体内部是否也有压强？
思考
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新知探究
由以上可知，液体对各个方向都有压强的作用。
为什么靠下的小孔喷出的水更远呢？液体压强与哪些因素有关呢？
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新知探究
液体压强大小与哪些因素有关？
假设与猜想
① 液体内部各个方向都受到压强，液体压强可能与方向有关
② 靠下的小孔喷出的水更远，液体压强可能与深度有关
③ 液体压强与液体施加压力有关，相同体积的液体，密度不同，能施加压力不同，因此压强可能与液体密度有关
提出问题
知识点二：液体内部压强的特点
实验：探究液体压强的大小与哪些因素有关
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新知探究
探究之前先介绍一下液体压强测量仪器：U形管压强计
薄橡皮膜
探头
U形玻璃管
金属盒
橡胶软管
1.构造：使U形玻璃管中两侧液面等高并处于面板上零刻度线的位置。用胶管将U形管一端与蒙上橡皮膜的小金属盒（探头）相连，如图，这样就做成了一个微小压强计。
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新知探究
当用力压橡皮膜的塑料盒时，U形管两测液面出现高度差，且压橡皮膜的力越大，U形管两侧的液面高度差就越大。
3：使用方法
通过U形管两侧液面高度差，判断压强的大小。
——转换法
检查装置的气密性
2.原理：
在使用前为什么要捏几下橡皮膜？
思考
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新知探究
设计实验
验证猜想①，需控制探头深度和液体密度相同，改变橡皮膜方向，观察U型管液面高度差变化
验证猜想②，需控制橡皮膜方向和液体密度相同，改变探头深度，观察U型管液面高度差变化
验证猜想③，需控制橡皮膜方向和探究深度相同，改变液体密度，观察U型管液面高度差变化
—— 控制变量法
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新知探究
进行实验
1.保持探头在水中的深度不变，改变探头的方位，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
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新知探究
实验现象
结论一
同一种液体，同一深度，液体向各个方向的压强都相等
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新知探究
进行实验
2.保持探头在水中的方向不变，改变探头的深度，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
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新知探究
实验现象
8格
10格
13格
结论二
同一种液体，液体的压强随着深度的增大而增大
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新知探究
进行实验
3.将探头分别放置在不同液体的同一方向和同一深度处，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
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新知探究
清水中
盐水中
实验现象
结论三
在深度相同时，液体密度越大，压强越大
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新知探究
1.液体内部向各个方向都有压强。
2.同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等。
3.同种液体中，随着液体深度增加，压强随之变大。
4.液体内部压强的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。
归纳
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新知探究
为什么水坝要建造成上窄下宽？
为什么深水潜水，要穿特制的潜水服？
为什么我们在市场买不到活的带鱼？
想想议议
提示：液体压强与深度和液体的密度有关
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新知探究
我们已经知道了液体内部压强的特点，你知道如何计算液体内部压强吗？
思考
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新知探究
根据压强公式：
液体底面压强为：
即F压 = G液 = m液 g = ρ液V液 g = ρ液Shg
因此，液面下h处液体的压强为：
由公式可以看出，液体压强只与 有关
液体密度和深度
p= ρgh
要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。在液体中取底面积为S、高为h的一个竖直液柱为研究对象。
静止时，液柱底面所受的竖直向上的压力一定等于此液柱所受的的重力。
p=
F
S
知识点三：怎样计算液体内部的压强
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新知探究
计算公式
P：液体压强—Pa
ρ：液体密度—kg/m3
g：9.8N/kg或10N/kg
h：深度—m
1Pa=1N/m2
理解
1.使用时单位要统一。
2.液体内部压强只跟液体密度和深度有关，与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状等均无关。
p= ρgh
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新知探究
3.p= ρgh只适用于静止液体内部压强的计算。
4.h的物理意义
公式 p= ρgh中h表示深度，即从液体的自由液面到被测点的竖直距离。
5.计算液体压力的时候，往往结合两个公式 和 p= ρgh一起使用。
p=
F
S
20cm
50cm
A
A点的深度为_____cm
30
深度h
A
深度h
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新知探究
温馨提示
是压强的定义式，对固体、液体和气体都适用；
在特殊情况下，p= ρgh也可以用来计算固体压强，这里所说的特殊情况是指：该固体是放置在水平面上的质地均匀，上下粗细一致的柱体。
p=
F
S
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新知探究
有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海深载人潜水器中把一只脚伸到外面的海水里，海水对你脚背压力的大小相当于2000个人所受的重力!海水的压力真有这么大吗 请通过估算加以说明。
解：因为是估算，海水的密度可以取ρ=l×103kg/m3，g取10 N/kg。
脚背宽度取8~10cm，脚背长度取12~15cm，则脚背面积为96~150cm2，
近似取S=120 cm2=1.2× 10-2m2。
万米深处海水的压强
p=ρgh=1 × 103kg/m3 × 10 N/kg × 104 m= 108 Pa
脚背所受的压力
F=pS=108 Pa×1.2× 10-2m2=1.2×106 N
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新知导入
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新知探究
容器里壶嘴和壶身的液面总是相平的
容器的底部是连通的，茶壶盖上有一个小孔，使壶嘴和壶盖都与大气相通
认真观察玻璃容器，它们的壶嘴和壶身的液面有什么特点呢？
思考
认真观察玻璃容器，它们的结构和壶盖有什么共同特点？
思考
知识点四：连通器
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新知探究
上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器
现象
连通器装有相同液体，液体不流动时，各部分液面高度相同
连通器装不同液体时，液面不一定相平
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新知探究
连通器的特点
为什么呢？
如果连通器中只装一种液体（密度相同），在液体不流动的情况下，连通器各部分中的液面总是相平的。
连通器内液面相平的条件
同种液体（密度相同），液体静止，各部分直接与大气相接触。
液面与连通器的形状、是否水平无关.
注意
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新知探究
液体静止时，液片也静止
平衡状态
二力平衡
F左=F右
受力面积相同
p左=p右
ρ液 gh左=ρ液 gh右
h左=h右
液面相平
假设容器底部有一竖直液片
——假想模型法
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新知探究
在以下容器中，从右侧倒入水，左侧倒入煤油静止后，两端液面会相平吗？为什么？
思考
（ρ煤油=0.8×103kg/m3）
煤油
密度大的液面较低
由于ρ煤油< ρ水
分界面AB是静止的，有F煤油=F水
代入液压公式有：ρ煤油 gh煤油 = ρ水gh水
设静止后，煤油和水的分界面为AB，煤油表面与分界面的竖直距离为h煤油，水的表面与分界面竖直距离为h水
则有p煤油SAB = p水SAB
故有h煤油 > h水
则有p煤油 = p水
h煤油
h水
A
B
水
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新知探究
水壶的壶嘴与壶身组成连通器
以下是生活中常见的连通器，它们各有什么功能？想想看，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的？
1. 茶 壶
连通器的功能：
控制出水量
茶壶的哪部分是连通器？
小孔，使壶体与外界相通
壶嘴（开口）
底部相连
连通器的应用
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新知探究
水塔
用户
压水站
2. 水塔供水系统
设计水塔有什么要求？
水塔要比周围的建筑高。
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。
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新知探究
水位计
电热水器的哪部分是连通器？
3. 电热水器的水位计
电热水器的水位计和水箱构成了连通器。通过水位计上水面的高低指示水箱中剩余水的多少。
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新知探究
4. 下水道的回水弯
回水弯有什么作用？
阻止下水道中的有害气体进入屋内。
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新知探究
大坝上游与下游落差100多米，船只怎样顺利通行呢？
思考
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新知探究
6. 船闸
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当堂检测
1.关于连通器，下列说法正确的是（ ）
A．连通器中各容器的液面总是相平的
B．连通器内装同种液体，当液体不流动时，液面就相平
C．连通器内只有装水时，液面才会相平
D．以上说法都不对
B
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当堂检测
2.如图所示，在装修房屋时，工人师傅常将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记。这样做的目的是保证两点在_______________，用到的物理知识是_________的原理。
同一水平面上
连通器
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当堂检测
1.关于液体的压强，下列说法中正确的是（　　）
A．液体对容器侧壁有压强，这一特点跟液体的流动性有关
B．液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C．液体对容器底的压强大小跟容器底面积大小有关
D．液体的压强大小跟液体的体积大小有关
A
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当堂检测
2.如图所示，A、B两点间的压强关系是（ ）
A.pA=pB
B.pA>pB
C.pAD.无法确定
C
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当堂检测
3.如下图，装有水的塑料袋底部发生了形变，这是因为水受到_____力的作用，从而对塑料袋底部产生压强；若用手挤压袋子的侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有_______性，所以对塑料袋侧壁也产生了压强。在水中不同位置的A、B两点，受到水的压强较大的是点_____处。
重
流动
A
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当堂检测
1.帕斯卡为什么仅用几杯水就能把木桶撑破
2.潜水员进行深水作业时，为什么必须穿上特制的潜水服 潜水员穿上潜水服潜水时，为什么还要限制潜水的深度
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当堂检测
3.某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的特点。压强计的指针顺时针偏转的角度越大，表示压强越大。他们的研究情况如图8-2-12所示[其中, 图8-2-12 (a)(b)(d)中的容器内均装满液体，且 [ ρ盐>ρ水]
(1)图8-2-12 可验证： 当深度相同时， 同种液体内部压强与容器的形状无关。
(2)图8-2-12(b)(c)可验证: 液体内部压强随深度的增加而 。
(3)图8-2-12(b)(d)可验证: 当深度相同时, 。
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当堂检测
5.“奋斗者”号是我国研发的万米载人潜水器(图8-2-14) , 2020年11月10日, 它在马里亚纳海沟坐底深度达10909m，刷新我国载人深潜的纪录。请查阅资料， 了解“奋斗者”号在水下坐底深度达10909m时，海水对它产生的压强约为多大。

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