初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第九章 压强第2节 液体的压强精品教学课件ppt

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1. 探究了解液体压强与液体深度和密度的关系，知道液体内部压强的特点，会利用液体压强的特点解释有关现象。2. 能熟练写出液体压强公式，并能进行相关的简单计算。3. 认识连通器，了解连通器的工作原理及特点，以及连通器在生活中的应用。
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本节课我们一起来探讨其中的奥秘。
1.现象探究：液体的压强
实验1：用一个两端开口的玻璃管，下端扎有橡皮膜，橡皮膜的表面原来与筒口相平。观察加入水前后橡皮膜的变化情况。
加水后，橡皮膜向下凸出
结论：液体具有 ，对支撑它的底部有压强.
实验2：有一个玻璃圆筒，侧壁有开口，且扎有橡皮膜。观察导入水后，橡皮膜的变化情况。
加水后，橡皮膜向外凸出
结论：液体具有 ，对阻碍它流动的侧壁有压强.
探究归纳（1）液体由于受到重力，因此对它支撑的容器底部有压强；（2）液体具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强；（3）液体由于流动性在内部相互挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
【典例1】如图所示是装有水的气球，水由于受到 的作用，从而对气球的底部产生压强；用手指挤压气球的侧面，放手后气球侧面恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对气球侧面也产生压强。
【详解】[1]装有水的塑料袋底部突起，这是因为水受到重力的作用，从而对塑料袋底部产生压强。[2]手指挤压装有水的塑料袋侧壁，放手后塑料袋恢复原状，说明液体具有流动性，正是因为液体的流动性，所以液体对塑料袋侧壁也产生压强。
（1）作用：测量液体内部压强。（2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成。（3）工作原理： 当将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，使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
压强计的使用注意事项（1）实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用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，观察压强计U形管两侧液面的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，则要查出原因，加以修整。（2）当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若出现高度差，需要将橡皮管取下，再重新安装。（3）不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接。
【现象观察】 如图所示，在装有红墨水的饮料瓶中钻两个小孔。液体从小孔中喷出，容器中液面的高度逐渐下降，从容器侧壁孔中喷出的液体射得越来越近。
3.现象探究：液体内部压强的与那些因素有关
用同样的两个容器在相同的高度钻孔，分别装满水和酒精，观察到装水的瓶子，水射的更远一些。
液体内部压强的大小与什么因素有关呢？
（1）液体内部压强的大小可能与深度、方向有关。
（2）液体内部压强的大小可能与液体密度有关。
利用右图所示仪器探究液体的压强。（1）改变探头的方向，就能探究液体内部各个方向的压强；（2）改变探头的深度就能探究液体压强与深度的关系。（3）把探头放在其他液体中，就能探究液体压强液体密度等因素的关系。
操作1:保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。
现象分析：同一深度，各个方向压强相等。
操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：探头在水中越深，U型管中两侧液面高度差越大。
现象分析：同种液体，深度越大，液体内部压强越大。
操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对的方向相同，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：在水中，U型管左右两侧的液面比酒精中两侧液面高度差更大。
现象分析：在深度相同时，液体的密度越大，液体内部的压强越大。
【探究归纳】液体内部压强的特点（1）液体内部向各个方向都有压强；（2）在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等；（3）同种液体，深度越深，压强越大； （4）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
①探究中用到的方法：（a）转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。 （b）控制变量法：探究液体内部的压强与方向的关系；探究液体内部压强与深度的关系；探究液体内部压强与液体密度的关系。②U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。
取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
③探究液体的压强与液体质量的关系
结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量无关，而与液体深度有关，深度越大，压强越大。
视频讲解——《探究液体内部的压强》
“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米。
输液时，要把药液提高一定高度
以上事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。
4.与压强相关现象的应用
潜水员在不同的深度使用不同的潜水服
液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服比浅海潜水要更耐压，更厚重些。
【典例2】如图所示。在探究液体内部压强特点的实验中，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答。
（1）实验中通过观察          来判断液体压强大小的；（2）比较①②两幅图，可以得出           ；（3）比较③④⑤三幅图,你还可以得出什么结论?             。
深度相同时，液体密度越大，液体压强越大
同种液体同一深度液体向各个方向压强相等
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时，可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”，计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。如图所示：
F=G=mg=ρVg = ρgSh
因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh.由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
【典例3】将一个一端带橡皮膜的玻璃管逐渐插入水中h深度处，会观察到橡皮膜逐渐向管内凹，如图甲所示。（1）说明液体内部压强随深度的增加而 ；
2. 三点透析液体压强公式 P=ρgh
A点的深度为_____cm
指出下图B、C、D三点的深度
B点的深度为_____cm
C点的深度为_____cm
D点的深度为_____cm
（3）公式 p=ρgh 适用于静止、均一的液体，不适用于流动的液体。当求放在水平面上的密度均匀的柱状物体时，也可用密度压强公式 p=ρgh 求解。
【典例4】如图所示，盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N，容器中的水重7N，顶部和底部的面积均为100cm2，顶部到底部的高度h2=6cm，侧壁上有一开口弯管，弯管内的水面高度h1=8cm；水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。水对容器顶部的压强为 Pa，水对容器底部的压力为 N，容器对桌面的压强为 Pa。
[1]水面到容器顶部的距离为h=h1﹣h2=8cm﹣6cm=2cm=0.02m水对容器顶部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
[2]水对容器底的压强为p底=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa则水对容器底部的压力为F=p底S=800Pa×100×10-4m2=8N
【典例5】如图所示，有一个底面积是200cm2、高为10cm的柱形容器，顶部有一个面积是40cm2的小孔，孔上装有一根倾斜管子，从管子上端灌水，当h1=20cm时，水对容器底的压强等于 Pa（g取10N/kg）
3. 液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。
由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液
液体对容器底部的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积）
在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力）
【典例6】如图所示，将一未装满水的密闭矿泉水瓶，正立时水对瓶底的压力为F1，瓶底对桌面的压强为p1，倒立时水对瓶盖的压力为F2，瓶盖对桌面的压强为p2，则F1 F2，p1 p2（选填>、=或ρA>ρC三种液体的深度相同，根据公式p=ρgh可知，液体对容器底部的压强关系为pB>pA>pC三个容器的底面积相同，根据公式F=pS可知，液体对容器底部的压力关系为FB>FA>FC ，故B正确，C错误；
D．容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力，因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同，则根据G=mg可知它们的总重力相等，所以它们对桌面的压力相等，即FA=FB=FC，故D错误。
3．如图所示，下列实验装置中属于连通器的是：（　　）
4． 压强计是用来研究液体内部压强规律的仪器，我们可以通过观察左右管中液面 来判断液体内部压强大小。如图所示，分别装有冰和水的塑料袋底部均发生形变，这是因为冰和水都受到_______的作用，从而对塑料袋底部产生压强；用手指挤压装有水的塑料袋侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有 ，所以对塑料袋侧壁也产生压强。
5．三峡船闸是世界上最大的人造连通器，它由上、下游闸门、上、下游阀门和闸室组成。利用连通器的工作原理，轮船可以从下游驶向上游，如图所示。
（1）甲图中，下游阀门A打开，上游阀门B关闭，下游与闸室组成了连通器，当闸室水面与下游相平时，下游闸门 （选填“打开”或“关闭”），轮船从下游进入闸室。（2）乙图中，关闭下游闸门，下游阀门A关闭，上游阀门B打开，水从 流向 。（3）丙图中，当 时，上游闸门打开，轮船驶向上游。
6．水总是从高处流向低处是因为水受到 的作用；洗手盆下面的弯曲回水管利用了 的原理；用手轻轻一压，气球就变扁了，说明力可以改变物体的 。
7．如图所示，质量及厚度不计的薄壁容器，其底面积是0.1m2，放在水平地面上，里面装有30kg的水，已知容器对桌面的压强和水的容器底部的压强之比为3︰2，容器内部水的深度为 。
(1)如图甲所示，小华用锥子在装有水（滴有红墨水）的饮料瓶侧壁扎三个高度不同的孔，由此可以得出的结论是 有关；(2)小华又进行了如图乙所示的操作，他仅做了一次实验就得出“同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等”的结论，请判断他的做法是否合理？ ，并说明理由： 。
同种液体产生的压强与深度
8．小华用饮料瓶、橡皮膜、玻璃管、浓盐水、清水、锥子、红墨水（为了方便观察染色）等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
根据一次实验得出的实验结论有偶然性
9．在探究影响液体压强大小的因素实验中，小明用同一个压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验（烧杯中的液体均未溢出）甲乙金属探头深度相同，U形管中内液面的高度差h乙>h甲>h丙。
(1)还未与软管组装的压强计中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器；(2)小明组装好压强计后，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两侧液柱 ，说明该压强计的气密性很差；
(3)比较实验乙丙可得结论： ；(4)小明对比甲、丙两图，得出结论：丙中盐水密度比甲中水的密度大。小明的这种做法是不科学的，因为 ；(5)液体压强不易直接测量，但是压强计可以通过U形管左右两侧的液面高度差的大小，反映探头薄膜所受压强的大小。下列测量工具的设计原理也应用了这种方法的有______。A．量筒B．刻度尺C．弹簧测力计
在液体密度相同时，深度越深，液体压强越大
10．如图所示，质量为0.2kg，底面积为200cm2的容器，置于水平桌面上。向容器中盛水后，水面的高度为15cm，容器对桌面的压强为1.1×103 Pa（忽略容器壁的厚度），求：(1)盛水后，水对容器底的压强和压力；
由题意知，水面的高度为15cm即0.15m，则水对容器底的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa容器的底面积为200cm2，水对容器底压力为F水=pS=1.5×103Pa×200×10-4m2=30N
10．如图所示，质量为0.2kg，底面积为200cm2的容器，置于水平桌面上。向容器中盛水后，水面的高度为15cm，容器对桌面的压强为1.1×103 Pa（忽略容器壁的厚度），求：(2)容器内水的体积。