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
8.3空气的“力量”
第八章 压强
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
理解托里拆利实验。(重点)
02
知道大气压强的存在。(重点)
01
知道大气压的变化规律。
03
了解生活中一些应用大气压强的例子。
04
学习目标
液体内部朝各处都有压强，是因为液体具有流动性。
我们生活在大气层的底部，那大气有没有朝各个方向的压强呢？
观察与思考
把浸过酒精的棉花点燃后投入广口瓶，待燃尽后用剥了壳的鸡蛋堵住瓶口，会出现什么现象？
现象：一段时间后，鸡蛋被吸入瓶内
分析：吸盘外侧没有了空气产生的压强，吸盘便不能贴在物体的表面。
实验1
大气压强
瓶吞鸡蛋
将硬塑料片平放在平口塑料杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？
现象：硬塑料片落下
分析：如果大气有压强，则硬塑料片上、下面所受压强相等，纸片在重力作用下下落。如果大气没有压强，结果相同。
实验2
大气压强
覆杯实验
我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气体包围着坚实的大地，保护、养育着地球上的生命。这层厚厚的气体，人们通常称之为大气层。
空气和液体一样，内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强。
大气压强
知识点1
感受空气的“力量”
取两个挂物品的小吸盘，按下图对接，挤出吸盘内部的空气，然后双手向两侧拉吸盘，你有什么感觉？若让外部空气进入吸盘内部，你又有什么感受？你能解释这种现象吗？
若要拉开对接排出空气后的吸盘，则需较大的力；
若让外部空气进入吸盘内部，则能轻松分开吸盘。
这是因为吸盘内部空气排出后，吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起，所以需要较大外力才能将其拉开。
如果空气能进入吸盘内部，吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小，那么就能分开吸盘。
在玻璃杯中盛满水，用一张纸片盖着，再倒过来，看看杯中的水是否会流出来？
现象：纸片没有掉下来，水没有流出
分析：由于大气压的作用托住了硬纸片及上方的水。
定义
大气对浸在其中的一切物体都有压强，这种由空气产生的压强叫大气压
产生
原因
由于空气受到重力的作用且具有流动性
方向
大气内部向各个方向都有压强
下列应用实例与大气压强无关的是（ ）
B
A.用吸管吸饮料
B.把瓶中的水倒入口中
C.使用吸盘挂钩挂衣物
D.挤压笔囊吸墨水
针对训练
马德堡半球实验
【点击画面播放视频】
科学书屋
大气压强的测量
知识点2
【点击画面播放视频】
托里拆利实验
第一个测出大气压数值的实验。
既然大气中也存在压强，那么大气压强到底有多大呢？用什么方法可以测出它的数值呢？
拓展一步
大气压的测量
原理
二力平衡条件
操作
【点击播放实验视频】
托里拆利实验
p大气= p水银
= ρ水银 gh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105 Pa
大气压的数值等于它支持的这段水银柱（高h=760mm）产生的压强，即 p大气=p水银柱=ρ水银 gh
标准大气压 p0=1.013×105 Pa
大小
结论
在生产生活中，人们通常利用各种气压计测量大气压强，如汞气压计、无液气压计等。
右图是一种管式弹簧压强计原理示意图。
【点击图片播放视频】
估测大气压强
将注射器的活塞推至外筒的顶端，排尽空气，然后密封注射器的小孔，避免空气进入。将活塞与弹簧测力计挂钩相连，随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。记录此时弹簧测力计示
数，测算活塞的横截面积，
则可估算出大气压强的大小。
如图是托里拆利实验的规范操作过程. 关于托里拆利实验，下列说法错误的是（ ）
A.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
B.是大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
C.向槽内注入少量水银，管内外水银面高度差不变
D.将玻璃管稍倾斜，玻璃管里水银柱的长度将变长
A
针对训练
大气压强与人类生活
知识点3
【点击画面播放视频】
大气压强的大小是一成不变的吗？
大气压强随海拔高度而变化
【点击图片观看相关视频】
影响大气压强的因素
1. 大气压随海拔高度的增加
而减小
2. 大气压与季节和天气有关。
冬天气压比夏天高；晴天气
压比阴天高
水的沸点在标准大气压下是 100°C，随着大气压的减小，水的沸点也会降低。
我国青藏高原的大部分地区水的沸点低于 90°C。
高原哨所海拔五千多米，水的沸点不足 85°C，战士必须用压力锅做饭。
每个人身上都承受着大气的压力，但未被压瘪，你知道这是为什么吗？
这是因为人体内部与外界大气相通，身体各部位内外所受的压力相等。因此人虽然受到大气压的作用但并没有压迫感。航天员穿航天服的作用之一，就是利用航天服产生适当的压强，保障生命安全。
某学习小组在研究大气压随海拔高度变化的情况时，查阅到如下资料:
海拔高度/km 0 1 2 3 4 5
大气压/kPa 101 90 80 70 62 54
（1）从表格中的数据可得出结论：大气压强随海拔高度的增加而_______.
（2）海拔 3 km 处的大气压值与_____m 高的水柱产生的压强相等.（ρ水=1.0×103 kg/m3，g取 10 N/kg）
（3）在海拔 1 km，10 m2 的水面受到的大气压力是______ N.
7
减小
针对训练
9×105
大气压强的存在
1.如图所示，下列不能证明大气压存在的是( )
C
A.吸盘吸在
墙上
B.马德堡半球实验
C.橡皮膜凸出
D.瓶吞鸡蛋
2.如图所示，做覆杯实验时，塑料片和水不会掉下来，这说
明了__________的存在；把杯子转过任意角度塑料片和水都
不会掉下来，这说明大气____________________。
大气压强
向各个方向都有压强
大气压强的测定
3. 如图所示的是托里拆利实验，根据图示回答下面
的问题。
(1)将玻璃管中装满汞，开口端浸在汞中，移开堵住管口的手
指，发现管中汞柱会缓慢下降，但降到一定程度就不再下降
了，由此证明了________的存在，管内汞面上方是______的。
大气压
真空
(2)测得玻璃管内外汞液面高度差为_____ 。
760
(3)通过计算，当时的气压约为______________ 。
，取
(4)实验过程中将玻璃管倾斜，则管内外汞液面高度差将
______,汞柱的长度将______。(均填“变长”“变短”或“不变”)
不变
变长
(5)若实验中，玻璃管中的汞没有装满，则测量的大气压值比
真实值要______(填“偏大”或“偏小”)。
偏小
4.如图所示，某实验小组完成的托里拆利实
验，玻璃管倾斜后，汞充满全管。下列说法
中正确的是 ( )
A
A.当地大气压强等于 高汞柱所产生的压强
B.换用更粗的玻璃管竖直放置进行实验，管内外汞液面高度
差将减小
C.玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则汞会向上喷出
D.汞有毒，可以用水代替在实验室进行实验
大气压与人类生活
5.下列情形没有利用大气压强的是( )
C
A.拔火罐
B.用抽水机把水从低处抽到高处
C.用注射器将药液注入肌肉中
D.将墨水吸进钢笔
6. 如图所示为我国沿北纬 附近的地形剖面
图，通常大气压最低的是( )
A
A.青藏高原 B.黄土高原 C.华北平原 D.黄海
7.淮南牛肉汤起源于安徽淮河流域，是一道历史悠久的传统
美食。小明在家制作美味的淮南牛肉汤，为了节省时间，采
用了高压锅煮汤。高压锅能缩短煮汤的时间是因为______
(填“增大”或“减小”)汤上方的气压，锅内汤的沸点______
(填“升高”或“降低”)。
增大
升高
2星题 情境应用
8.如图所示，将压水泵插入水桶中，从上端
向下按压，水就会从出水口流出。按压的
作用是使桶内气压( )
A
A.大于大气压 B.等于大气压
C.小于大气压 D.不发生改变
9.用如图所示的两个吸盘模拟马德堡半球实验：
将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其
分开，说明吸盘内部压强______(填“大于”“等
小于
小
高度增加气压小；沸点跟着气压跑；冬天气压变
得高；阴天气压又变小。
于”或“小于”)大气压强；若在海拔更高的地方做同样的实验，
将其分开所需的力更____ (填“大”或“小”)。
10.[2024·蚌埠期中改编] 如图所示的为小科自制气压
计，他通过细玻璃管向瓶中吹入一定量的气体，使瓶
内气压______瓶外大气压强，细玻璃管中的水柱上升
至 处。小科将该装置带下楼，在电梯下降的过程中，
玻璃管中的液面将会______(填“变低”或“变高”)。小
科发现他家的楼层不高，液面高度变化不明显，为了
大于
变低
换用密度更小的液体
使实验现象更明显，小科的改进方法是__________________
__(填“换用更细的玻璃管”或“换用密度更小的液体”)。
11. [2024·芜湖期末] 人呼吸过
程的模拟装置如图所示，当向下拉动橡皮膜
时，橡皮膜向外凸起，此时，容器内的气压
变小，气球在________的作用下体积变大，
大气压
不变
完成吸气过程。在用该装置模拟人的吸气过程中，容器内空
气(不含气球内空气)的质量______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 如图所示的是给花草喷水的
喷壶，它的使用方法是：先将壶内装一
定量的水，然后旋紧壶盖，按动压柄不
断地向壶内压入空气，最后按下按柄，
水就会从喷嘴喷出。
(1)当按动压柄向壶内压气时，壶内的气压
将______。
增大
(2)按下按柄，实际上是将喷嘴打开，由于
壶内液面上方的气压______外界的大气压，
水就通过导管被压出壶外。
大于
(3)在水喷出的过程中，壶内的气压______。
减小
13.用如图所示的装置粗略测量大气压的值。
把吸盘用力压在玻璃上，排出吸盘内的空
气，吸盘压在玻璃上的面积为 ，
轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘
32
小
刚好脱落时，测出吸盘、小桶和沙子的总质量为 。则
大气对吸盘的压力为____，大气压的测量值为________ 。
若吸盘内的空气不能完全排出，则大气压的测量值比实际值
偏____。取
大气压强
大气压强的存在：马德堡半球实验
测量大气压：托里拆利实验（大气压等于 760 mm 高的汞柱产生的压强大小）
大气压的影响因素：海拔、季节和天气
大气压强在生活中的应用：吸盘挂钩、注射器等
产生原因：大气受重力作用且具有流动性
大气压与液体沸点的关系：大气压越小，沸点越低
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