资源简介

(共43张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：8.2.2 液体压强的计算及应用
副标题：从公式到实际场景的运用
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
掌握液体压强的计算公式，明确公式中各物理量的含义和单位。
能运用液体压强公式进行简单的计算，解决实际问题。
理解液体压强公式的适用条件，能结合液体压强特点分析计算结果。
了解液体压强计算在工程、生活中的实际应用，认识物理知识的实用价值。
幻灯片 3：引入 - 从特点到计算
回顾提问：上节课我们学习了液体压强的特点，知道液体压强与深度和密度有关。那么，液体压强的大小具体如何计算呢？大坝底部受到的压强有多大？潜水员在深海中受到的压强如何量化？这节课我们就来学习液体压强的计算方法及其应用。
展示图片：大坝剖面图、潜水员下潜深度示意图、液体压强公式推导图示。
幻灯片 4：液体压强公式的推导
模型建立：假设在密度为\(\rho\)的液体中，有一个高度为\(h\)、底面积为\(S\)的柱形液柱。
压力计算：液柱的重力\(G = mg = \rho Vg = \rho Shg\)，这个重力对底面产生的压力\(F = G = \rho Shg\)。
压强计算：根据压强公式\(p = \frac{F}{S}\)，代入压力得\(p = \frac{\rho Shg}{S} = \rho gh\)。
公式得出：液体压强公式为\(p = \rho gh\)，其中\(p\)表示液体压强，\(\rho\)表示液体密度，\(g\)为重力加速度（通常取\(9.8N/kg\)或\(10N/kg\)），\(h\)表示液体深度（从液面到研究点的竖直距离）。
幻灯片 5：液体压强公式的解读
各物理量含义及单位：
\(p\)：液体压强，单位为帕斯卡（\(Pa\)）。
\(\rho\)：液体密度，单位为千克每立方米（\(kg/m^3\)）。
\(g\)：重力加速度，单位为牛每千克（\(N/kg\)），通常取值\(g = 9.8N/kg\)，粗略计算时可取\(g = 10N/kg\)。
\(h\)：液体深度，单位为米（\(m\)），指从液面到所求压强点的竖直距离，而非液体长度或高度。
公式适用条件：适用于计算静止液体内部的压强，与容器的形状、大小无关，只与液体密度和深度有关。
注意事项：计算时需统一单位，密度单位用\(kg/m^3\)，深度单位用\(m\)。
幻灯片 6：液体压强的计算步骤
计算步骤：
明确已知条件：确定液体密度\(\rho\)、深度\(h\)和重力加速度\(g\)的数值。
统一单位：将密度单位转换为\(kg/m^3\)，深度单位转换为\(m\)。
代入公式：将数值代入\(p = \rho gh\)进行计算。
得出结果：写出计算结果及单位。
示例 1：计算水面下\(0.5m\)处的压强（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）。
解：\(p = \rho gh = 1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×0.5m = 5000Pa\)。
答：水面下\(0.5m\)处的压强为\(5000Pa\)。
幻灯片 7：液体压强计算的典型例题
例题 2：某水库大坝水深为\(20m\)，求大坝底部受到的水的压强（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 9.8N/kg\)）。
解：\(p = \rho gh = 1.0×10^3kg/m^3×9.8N/kg×20m = 196000Pa\)。
答：大坝底部受到的水的压强为\(196000Pa\)。
例题 3：在海水深度为\(1000m\)处，潜水器受到的海水压强是多少（\(\rho_{海水} = 1.03×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）？
解：\(p = \rho gh = 1.03×10^3kg/m^3×10N/kg×1000m = 1.03×10^7Pa\)。
答：潜水器受到的海水压强为\(1.03×10^7Pa\)。
幻灯片 8：液体压力的计算
压力与压强的关系：液体对容器底部的压力\(F = pS\)，其中\(p\)是液体对容器底部的压强（由\(p = \rho gh\)计算），\(S\)是容器底部的受力面积。
计算步骤：
先计算液体对容器底部的压强\(p = \rho gh\)。
再计算液体对容器底部的压力\(F = pS\)。
示例 4：一个底面积为\(0.02m^2\)的圆柱形容器中装有深\(0.3m\)的水，求水对容器底部的压力和压强（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）。
解：压强\(p = \rho gh = 1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×0.3m = 3000Pa\)。
压力\(F = pS = 3000Pa×0.02m^2 = 60N\)。
答：水对容器底部的压强为\(3000Pa\)，压力为\(60N\)。
幻灯片 9：液体压强计算在水利工程中的应用
大坝设计：
大坝底部的厚度需要根据底部受到的液体压强计算确定。根据\(p = \rho gh\)，水深越大，压强越大，因此大坝底部必须设计得更厚，以承受巨大的压强。例如，三峡大坝最大坝高\(185m\)，底部受到的水压强约为\(1.81×10^6Pa\)，大坝底部的混凝土厚度达\(124m\)。
展示图片：三峡大坝剖面图，标注深度和压强关系。
水库闸门：
闸门的承受能力需通过液体压强计算。闸门受到的压力\(F = pS = \rho ghS\)，水深越大，闸门受到的压力越大，因此深水处的闸门需要更坚固的结构和更大的启闭力。
幻灯片 10：液体压强计算在潜水与深海探测中的应用
潜水深度限制：
人体能承受的最大压强约为\(1.0×10^6Pa\)，根据\(p = \rho gh\)可计算安全潜水深度。例如，在海水中，\(h = \frac{p}{\rho g} = \frac{1.0×10^6Pa}{1.03×10^3kg/m^3×10N/kg}≈97m\)，因此无装备潜水的最大深度约为\(100m\)。
深海潜水器设计：
深海潜水器的外壳强度需根据下潜深度计算的压强确定。例如，我国 “奋斗者” 号载人潜水器下潜深度达\(10909m\)，受到的海水压强约为\(1.12×10^8Pa\)，其钛合金外壳能承受如此巨大的压强。
展示图片：“奋斗者” 号潜水器，标注下潜深度和压强数值。
幻灯片 11：液体压强计算在生活中的应用
自来水供水系统：
自来水厂的水塔建得较高，利用液体压强向用户供水。水塔高度\(h\)越大，根据\(p = \rho gh\)，水的压强越大，能输送到更远更高的用户家中。例如，水塔高度为\(15m\)，则供水压强\(p = 1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×15m = 1.5×10^5Pa\)。
液压千斤顶：
液压千斤顶利用液体传递压强的原理工作，小活塞施加较小的力，通过液体压强传递，在大活塞上产生较大的力。根据\(p_1 = p_2\)，即\(\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}\)，可计算大活塞能产生的力\(F_2 = F_1×\frac{S_2}{S_1}\)。
幻灯片 12：课堂小练习 1 - 液体压强计算
题目：一个装满水的鱼缸，水深为\(0.4m\)，求水对鱼缸底部的压强（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）。
答案：\(4000Pa\)
解析：\(p = \rho gh = 1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×0.4m = 4000Pa\)。
幻灯片 13：课堂小练习 2 - 液体压力计算
题目：一个底面积为\(0.1m^2\)的方形容器中装有\(0.5m\)深的酒精，酒精密度为\(0.8×10^3kg/m^3\)，求酒精对容器底部的压力（\(g = 10N/kg\)）。
答案：\(400N\)
解析：压强\(p = \rho gh = 0.8×10^3kg/m^3×10N/kg×0.5m = 4000Pa\)；压力\(F = pS = 4000Pa×0.1m^2 = 400N\)。
幻灯片 14：课堂小练习 3 - 深度计算
题目：在某种液体中，某点的压强为\(3.92×10^4Pa\)，液体密度为\(0.8×10^3kg/m^3\)，求该点到液面的深度（\(g = 9.8N/kg\)）。
答案：\(5m\)
解析：由\(p = \rho gh\)得\(h = \frac{p}{\rho g} = \frac{3.92×10^4Pa}{0.8×10^3kg/m^3×9.8N/kg} = 5m\)。
幻灯片 15：课堂总结
液体压强公式：\(p = \rho gh\)，适用于静止液体内部压强计算，与容器形状无关。
各量单位：\(\rho\)（\(kg/m^3\)）、\(g\)（\(N/kg\)）、\(h\)（\(m\)）、\(p\)（\(Pa\)）。
压力计算：液体对容器底部的压力\(F = pS = \rho ghS\)，需先算压强再算压力。
应用领域：水利工程（大坝、闸门）、潜水探测、自来水系统、液压设备等，通过计算确保结构安全和功能实现。
核心思路：根据液体密度和深度计算压强，结合受力面积计算压力，为工程设计和实际应用提供数据支持。
幻灯片 16：课后作业布置
完成课本上关于液体压强计算的练习题。
计算家中水桶装满水时，水对桶底的压强和压力（需测量水深和桶底面积）。
查阅资料，了解当地水塔的高度，计算水塔供水时的最大压强。
一艘潜水艇在海水中下潜到\(200m\)深处，计算潜水艇外壳受到的海水压强（\(\rho_{海水} = 1.03×10^3kg/m^3\)，\(g = 9.8N/kg\)）。
2024沪科版物理八年级全册
8.2.2体压强的计算及应用
第八章 压强
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
液体压强的计算公式：
p=ρ液 gh
表示压强，
单位：_____
液体的______，
单位：______
液体中某点的深度，
单位：_____
Pa
密度
kg/m3
m
注：公式中“h”指研究点到液面的竖直距离，与容器的粗细、形状和是否倾斜均无关
甲
乙
丙
液体的压力和液体的重力之间的关系
容器底面积相等，均为S；容器内盛有密度为ρ的同种液体，深度均为h。
知识点1 液体压强的计算
由液体内部压强公式 p=ρgh 可得 p甲=p乙=p丙
根据F=pS可得，三个容器底部受到的压力也相等，即F甲=F乙=F丙
从图中可以看到三个容器中液体的体积不等，根据m=ρV可得， m甲>m乙>m丙，即G甲>G乙>G丙
静止液体的压力不一定等于液体的重力
甲
乙
丙
台形容器问题
点击观看视频
例 [多选]如图所示，质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上，甲为圆柱形，乙、丙为圆台形，分别装有 A、B、C 三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是（ ）
A. 液体的密度 ρA >ρB>ρC
B. 液体对容器底部的压强 pB>pA>pC
C. 液体对容器底部的压力 FBD. 容器对桌面的压力 F甲=F乙=F丙
BD
如图甲所示，甲、乙两容器质量相等、底面积相同，内装两种不同液体，两容器底部受到的液体压强相等. 液体质量分别为 m甲 和 m乙，容器对桌面的压力分别为 F甲 和 F乙 ，距离容器底部等高的位置有 A、B 两点，受到液体压强分别为 pA 和 pB.下列判断中正确的是（ ）
A. m甲＞m乙，F甲＞F乙 ，pA＞pB
B. m甲＞m乙， F甲＞F乙，pA＜pB
C. m甲＜m乙， F甲＜F乙，pA＜pB
D. m甲＜m乙， F甲＞F乙，pA＞pB
A
针对训练
它们在结构上有什么相同点？
思 考
知识点2 连通器
定义：上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。
共同特点：静止在连通器内的同种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。
点击图片观看视频
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
高度h左=h右
两管液面相平
连通器原理：
同种液体在容器内同一位置任意方向上的压强大小相等。
连通器的应用：
茶壶
茶壶的壶嘴与壶身组成连通器。如果壶嘴太高，不方便倒水；如果壶嘴太低，则装不满水。
水塔
水塔和自来水管构成连通器，由于水塔内水位总比自来水管中的高，水龙头总能出水。
装修工人利用装水软管形成连通器，便于找等高线。
排水管的存水弯是一个连通器，可储存一部分水，阻止下水道中的异味进入室内。
如图所示的装置中，两端开口的U形管装有一定量的水，将A管稍向右倾斜，稳定后A管中的水面将（ ）
A. 高于B管中的水面
B. 低于B管中的水面
C. 与B管中的水面相平
D. 以上三种情况均有可能
C
针对训练
科学书屋
长江三峡水利枢纽工程中的船闸
【点击观看船过船闸原理视频】
我国的三峡工程，无论是规模还是建造难度，在世界上都是首屈一指的。其中长江三峡船闸，被称为世界上最大的连通器， 利用五级船闸解决了有巨大落差的上下游的航运问题。
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。
液体压强的特点广泛应用于液压系统，其中涉及的帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。
拓展一步
2. 液压机工作原理如下图所示。
F2
S2
F1
S1
=
F1
S1
F2
S2
两个活塞与同一容器的液体相接触，施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞，大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。
液压千斤顶：人们通过机械给小活塞施加力，密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞，大活塞因此获得更大的力，再通过机械将物体（如小汽车）顶起。
连通器
1.下列四个装置中不属于连通器的是( )
B
A. B. C. D.
2.在下列实例中，不是利用连通器原理工作的是( )
D
A.茶壶
B.下水道U形
弯管
C.锅炉水位计
D. 形管压强计
3.[2024·宿州期中] 如图所示，一个 形敞口容器里面装有水，
把它放在斜面上，水面静止，此时水面位置正确的是( )
C
A. B. C. D.
连通器，上开口，底连通；同液体，不流动，液
面平。
4.在盖平房时，建筑工人将一根较长的透
明塑料管装上水，一人拿住管的一端靠在
墙角处，在墙上记下塑料管中水面的位置
连通器
同一水平面上
(使水面一直在标记处)，另一人拿住管的另一端先后靠在另
外三个墙角处，并分别在墙上记下塑料管中水面的位置，如
图所示，这样做利用了________原理，目的是确定四个墙角
是否在______________。
液体压力、压强的计算
5.[2024·亳州月考] 泳池底有一个面积为 的孔，用塞
子塞住，塞子所受到水的压强大小为 ，则泳池水
深为___，塞子受到水的压力大小为____。取
2
20
6.如图所示，茶壶中盛有一些水，水的重力是，水深
为，已知茶壶底面积是 。水对茶壶底部的压
力是_____ 。水对茶壶底部的压力与水的重力________
(填“相等”或“不相等”)。取
不相等
7.“木桶理论”告诉我们：一只木
桶能装多少水，取决于桶壁上最
短的那块木板。现有一木桶，如
图所示，桶底底面积为 ，
当桶装最多的水时， 忽略木桶外壁和底部的厚度，
，取 求：
(1)桶底受到水的压强；
解：由图可知，当桶装最多的水
时， ，此时桶底
受到水的压强为
。
(2)桶底受到水的压力。
桶底底面积为 ，故桶底
受到水的压力为
。
液压机
8.如图所示，液压机活塞、 处于平衡
状态，活塞的面积是活塞 的20倍。现
用的力竖直向下压活塞 ，忽略活
塞与液压机内壁间摩擦，则活塞 处能
400
帕斯卡
够向上托起的货物最多应为_____ 。这个装置和许多的液压
系统一样，工作原理都是________定律。
2星题 情境应用
9.如图，、 两容器中装有同一液体，
且液面高度相同，点的压强小于 点
的压强，当、 间的阀门打开时，有
关说法中正确的是( )
D
A.液体由流向 B.液体由流向
C.液体在、 间来回流动 D.液体静止不动
如图所示，若容器中装的液体是水，
容器中装的液体是煤油，且液面高度相同，则打开阀门后的
现象是( )
A
A.液体由流向 B.液体由流向
C.液体在、 间来回流动 D.液体静止不动
10. 三峡船闸是个巨大的人造连通器。现有一
艘船从上游往下游行驶通过船闸，如图所示。请指出船通过
船闸的顺序是( )
D
A.③④②① B.①③④② C.①②③④ D.③①②④
11.如图所示，甲、乙两容器中盛有相同质
量的水，水对容器底部的压力分别为 、
，水对容器底部的压强分别为、 ，
则( )
C
A. B.
C. D.
12.如图1所示，放在桌面上的
容器中装满水，现将它倒置，
如图2所示，则水对容器最下
不变
变大
将容器倒置后,水的深度不变,由 可知水
对容器最下方压强不变;倒置后底面积增大，由 可知,
水对容器最下方的压力变大。
方的压强将______，水对容器最下方的压力将______。
(均填“变大”“变小”或“不变”)
【变式】 如图所示，一个装水的
密封杯子放在水平桌面上(图甲)，
若将杯子倒过来(图乙)，则水对
杯子最下方的压强______，水对
变小
变大
杯子最下方的压力______。 (均填“变大”“不变”或“变小”)
13.如图所示，水平桌面的正中央放着一个
圆形鱼缸，鱼缸重力为 ，底面积为
，缸内有质量为 的水和四条
总质量为 的鱼，此时水的深度为
。取 ，
(1)水对鱼缸底部的压强是多大？
解：水对鱼缸底部的压强
。
(2)水对鱼缸底部的压力是多大？
水对鱼缸底部的压力
。
(3)鱼缸对桌面产生的压强是多大？
鱼缸内水和鱼的总重力
，鱼缸、水和鱼的总重力
，
鱼缸对桌面产生的压力等于鱼缸、水和鱼的
总重力，鱼缸对桌面产生的压强
。
3星题 思维提升
14.[2024·安庆期末] 如图所示，在烧杯中装适量
水，为两端开口的玻璃管， 为轻质塑料片
(封住下开口但不固定)， 在水面下的深度为
，受到的水的压强为_______；向 管内
缓缓注入某液体，当塑料片恰好脱落时，A管内液柱高度为
，则该液体的密度为_____。取 ，
连通器：上端开口、底部互相连通的容器。
液体压强的计算及应用
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。
计算：p=ρ液 gh
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