壓強“十校聯(lián)賽”一等獎

第二節(jié)

液體的壓強

一：創(chuàng)設(shè)情景，提出問題

放在水平桌面的木塊對桌面產(chǎn)生壓強，那么裝在圓柱杯里的水對杯底會不會產(chǎn)生壓強？水對杯壁會不會產(chǎn)生壓強呢？潛水員為什么要使用不同的潛水服攔河水壩為什么設(shè)計成上窄下寬的形狀？這些事例都說明液體是有壓強的。那么，液體的壓強與哪些因素有關(guān)呢?液體對容器壁有壓強，液體的壓強隨深度的增加而增大。二、現(xiàn)象探究液體內(nèi)部向各個方向都有壓強液體內(nèi)部有沒有壓強？液體內(nèi)部的壓強有什么規(guī)律？如何測量液體內(nèi)部的壓強大?。俊净顒右弧吭谏隙碎_口、下端蒙有橡皮膜的礦泉水瓶中緩緩加水觀察橡皮膜形狀的變化.【活動二】在上端開口、側(cè)面蒙有橡皮膜的可樂瓶中緩緩加水，觀察橡皮膜形狀的變化?！净顒尤堪岩粋€蒙有橡皮膜的盒子壓入水中，改變橡皮膜方向，橡皮膜向里凹進(jìn)去了凸出的橡皮膜表明：液體對容器側(cè)壁有壓強凸出的橡皮膜表明：液體對容器底有壓強實驗探究探究歸納1、由于液體有重力，所以對容器底部有壓強；2、由于液體有流動，所以液體對容器側(cè)壁和內(nèi)部各個方向都有壓強。

思考：學(xué)習(xí)固體壓強時，我們知道，只要某物體對另一物體表面有壓力，就存在壓強。從圖8-18所示的小實驗可見，封住三個孔的橡皮膜都凸出來力，表面水對容器側(cè)壁有壓力，存在壓強；而且，不同孔處的橡皮膜凸出程度也不一樣，這表明水在這幾個孔處的壓強不一樣。那么，那么液體的壓強到底與哪些因素有關(guān)呢？三、科學(xué)探究：液體的壓強實驗探究：

液體的壓強與哪些因素有關(guān)？1、提出問題：液體的壓強與哪些因素有關(guān)？2、猜想與假設(shè)：液體內(nèi)部的壓強可能與方向、液體的深度、液體的密度、容器的形狀等因素有關(guān)。3、制定計劃于設(shè)計實驗：實驗器材：U形管壓強計、水、水槽、鹽水。認(rèn)識U形管壓強計U形管壓強計是專門用來研究液體壓強的儀器。構(gòu)造如圖所示：工作原理：當(dāng)金屬盒上的橡皮膜受到壓力時，U形管兩邊的液面出現(xiàn)高度差，液面高度差表示出壓強的大小，液面的高度差越大，壓強越大。U形管壓強計的使用注意事項（1）實驗前應(yīng)調(diào)整U形管壓強計，使左右兩邊玻璃管中的液面相平，并檢查是否漏氣。檢查是否漏氣，常用的方法是用手輕輕按橡皮膜，看U形管兩邊液面的高度差是否發(fā)生變化。如果變化，說明不漏氣；如果不變，說明漏氣。（2）為便于觀察，可以在U形管的液體中加點紅墨水。4、進(jìn)行實驗（1）探究液體的壓強與方向的關(guān)系①控制變量：控制深度、液體密度（都用水）相同，改變U形管壓強計金屬盒的方向，如圖所示。②現(xiàn)象及分析：U形管兩邊液面的高度差不變，即液體內(nèi)部壓強不變，說明液體內(nèi)部壓強與方向無關(guān)。③結(jié)論：液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，同種液體在同一深度向各個方向的壓強都相同。（2）探究液體壓強與深度的關(guān)系①控制變量：控制液體的密度、金屬盒的方向相同，逐漸增大U形管壓強計金屬盒在液體中的深度，如圖所示。②現(xiàn)象及分析：U形管兩邊液面的高度差隨著金屬盒深度的增大而變大，即液體內(nèi)部壓強變大。由于液體的密度、金屬盒的方向都是相同的，所以壓強隨著深度的增大而增大。③結(jié)論：液體內(nèi)部壓強隨深度的增加而增大。（3）探究液體壓強與液體密度的關(guān)系①控制變量：控制金屬盒的方向、深度相同，增大液體的密度，如圖所示。②現(xiàn)象及分析：U形管兩邊液面的高度差變大，即液體內(nèi)部壓強變大。由于深度、金屬盒的方向都是相同的，所以壓強隨液體密度的增大而增大。③結(jié)論：不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān)，密度越大，液體的壓強越大。5、實驗結(jié)論：液體內(nèi)部壓強的特點（1）液體內(nèi)部向各個方向都有壓強。（2）同種液體在同一深度的各處、各個方向的壓強大小相等。（3）隨液體深度的增加，壓強隨之變大。（4）不同的液體，產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān)。在同一深度，密度越大，液體的壓強越大。四、液體壓強的大?。?）計算公式：p=ρgh其中密度的單位為kg/m3，深度h的單位為m,壓強p的單位為Pa。（2）公式推導(dǎo)：見課本P151拓展一步。（3）上面的壓強公式對其他液體的壓強也是適用的。

設(shè)想在液體中有一高度為h,密度為ρ,截面為S的液柱.其上表面與液面相平。計算這段液柱產(chǎn)生的壓強，就能得到液體深度為h處的壓強。則:

液柱的體積V＝

.

液柱的質(zhì)量m＝

＝

.

液柱的重量G＝

＝

=

液柱對底面的壓力F＝

＝

=

液柱對底面的壓強

P=====ShρVρShmgρgvρgShmgρgvρgShFSmgSρgvSρghρgShS應(yīng)用公式時的注意事項1、由公式可知，液體內(nèi)部壓強只跟液體的密度和液體的深度有關(guān)，而跟液體的體積、重力、容器的底面積、形狀無關(guān)。2、公式中p表示壓強；ρ表示液體密度；g取9.8N/kg；h表示液體深度。3、應(yīng)用公式時，各物理量單位都應(yīng)統(tǒng)一用國際單位制中的單位。壓強p的單位是Pa；

ρ

的單位是kg/m3,g取9.8N/kg；h的單位是m,4、公式中“h”表示深度，是指由研究的點到液體自由液面的豎直距離。（點撥）液體的深度：該點到自由液面的豎直距離。單位：mh1h2關(guān)于壓強公式計算固體對固體的壓強計算液體內(nèi)部的壓強注意：不管哪個公式，單位都要換算成國際制單位。水的壓強是隨深度增加而增大的，所以，站在齊胸深的水中，我們覺得呼吸略微有些困難；深海潛水必須穿上特制的潛水服，以保護(hù)潛水員的安全；修建水壩時，水壩的下部總要比上部寬些，以便承受更大的水壓。

帕斯卡桶實驗實驗表明：影響同種液體內(nèi)部壓強的因素是液體的深度。本節(jié)研究了液體的壓強，認(rèn)識了液體壓強的特點。在對液體壓強特點的認(rèn)識上，要特別注意：對同一液體，液體的壓強只與深度有關(guān)，而與液體的多少無關(guān)。為了說明這個問題，帕斯卡在1648年表演了一個著名的實驗：在一個密閉的裝滿水的木桶的桶蓋上，插入一根細(xì)長的管，并從樓房的陽臺上向細(xì)管子里灌水，結(jié)果只用了幾杯水，就把桶壓裂了，桶里的水就從裂縫中流了出來。五、本節(jié)課學(xué)到了什么？1、液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，壓強隨液體深度的增加而；同種液體在同一深度的各處，各個方向的壓強大小。

2、不同的液體，在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān)，密度越大，液體的壓強。增大相等越大3、壓強公式例題：輪船艙底在水面下3.5m，艙底穿了一個面積為0.2m2的洞，要想堵住這個洞，需要對擋板施加多大的力？（取g=10N/kg）

已知：ρ水=1.0×103kg/m3

；h=3.5m

g=10N/kg；

s=0.2m2

求：F=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m

=3.5×104Pa

由p=——可得F=PS=3.5×104Pa×0.2m2=7000N

答：需要對擋板施加7000N的力.p=ρ水g

h解：FS液體內(nèi)部壓強、壓力的計算對于求液體產(chǎn)生的壓強和壓力，明確壓強是關(guān)鍵。一般先求壓強（）,再求壓力（F=pS)一塊上表面面積為2m2的水平石板被淹沒在水面下50m深處，石板上表面受到水的壓強為__________Pa,石板上表面受到水的壓力為____________N。4.9×1059.8×105（1）攔河水壩是不是設(shè)計成上窄下寬的形狀？為什么？

（2）一個盛水的試管由豎直方向逐漸傾斜，在水未從試管流出前，水對管底的壓強將（）

A、逐漸變大B、逐漸減小

C、不發(fā)生變化D、先變大后變小因為液體的壓強隨深度的增加而增大,所以越往下越要做得厚實一點。分析：試管逐漸傾斜的過程中，試管中的水不會減少，但液面會變化，試管底部P點與液體自由表面的高度差逐漸減小，h下降，P點壓強逐漸減小。課堂練習(xí):B(3)如圖所示三個底面積相等的容器，倒入質(zhì)量相等的煤油后，則各容器內(nèi)液體的情形如圖，則容器內(nèi)底面所受到的壓強：（）

A．甲最大

B．乙最大

C．丙最大

D．一樣大C(4)如圖,容器里面裝有水，h1＝1m，h2＝0.2m，h3＝0.1m。則A和B處液體的壓強分別為多大？B已知：ρ=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg,h1=1m,h2=0.2m,h3=0.1m.

求：p解：hA=h2-h3=0.2m-0.1m=0.1mhB=h1=1mPA=ρghA

=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980PaPB=ρghB=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1m=9800Pa答：A和B處的壓強分別為980Pa和9800Pa.鞏固練習(xí)：1、液體內(nèi)部壓強的特點是：⑴液體內(nèi)部向_________都有壓強。⑵壓強隨深度增加而＿＿＿＿。⑶在同一深度，液體向各個方向的壓強＿＿＿＿。（4）不同液體產(chǎn)生的壓強還與_________有關(guān)。2、液體壓強計算公式P＝ρ液gh，ρ單位用＿＿＿＿，h表示＿＿＿＿，單位用＿，計算出的壓強單位才是帕3、在水面10cm深處，向上、向下、向左、向右的壓強都是＿＿＿Pa。各個方向增大相等液體的密度kg/m3浸入的深度m9804、某潛水艇可承受9.8×106Pa的水壓強，那么潛水艇在水中能下潛的最大深度是＿＿＿m。5、自來水龍頭距地面高2m，測得水龍頭中水的壓強是3.136×105Pa，則水塔距地面的高度是多少米。1000(33.36m)根據(jù)：P=ρ液gh得h=Pρ液g6、容器內(nèi)裝滿水，在它的側(cè)壁的不同深度開三個小孔，水從孔中射出。試判斷圖10-5中水從孔中噴射正確的畫法［］

A.甲圖B.乙圖C.丙圖D.丁圖B7、兩個完全相同的容器中分別盛有體積相等的水和酒精，如圖所示．下列說法正確的是()A．兩容器底受到壓力相等B．液面下深度相同的a、b所受液體壓強相等C．盛水容器底部受到壓強較大D．盛水容器底部受到壓強較小C8、如圖所示，底面積相等的甲、乙兩容器，裝有質(zhì)量相同的不同液體，則它們對容器底部壓強的大小關(guān)系正確的是（）A、P甲>P乙

B、P甲<P乙C、P甲=P乙

D、條件不足，無法判斷。A9、有兩只相同的燒杯，分別盛有體積相同的水和酒精，但沒有標(biāo)簽，小李采用聞氣味的方法判斷出無氣味的是水。小唐則采用壓強計進(jìn)行探究：（1）若壓強計的氣密性很差，用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度差變化_____（選填“大”或“小”）。小唐把調(diào)節(jié)好的壓強計放在空氣中時，U形管兩邊的液面應(yīng)該______。小相平圖8-2-14（4）小唐還發(fā)現(xiàn)在同種液體中，金屬盒距液面的距離相同時，只改變金屬盒的方向，U形管兩邊液柱的高度差_______（選填“不變”或“變化”）。這表明在深度相同的條件下，液體內(nèi)部向各個方向的壓強_________。))（2）小唐把金屬盒分別浸入到兩種液體中，發(fā)現(xiàn)圖8-2-14甲中U形管兩邊的液柱高度差較小，認(rèn)為圖甲燒杯中盛的是酒精。他的結(jié)論是不可靠的，因為沒有控制金屬盒在液體中的_______相同。（3）小唐發(fā)現(xiàn)在同種液體中，金屬盒離液面的距離越大，U形管兩邊液柱的高度差就越______，表示液體的壓強就越_______。深度大大不變相等10、（2013.山東濰坊）小明同學(xué)利用圖8-2-21所示的裝置探究液體內(nèi)部壓強的特點，得到的實際數(shù)據(jù)如下表：序號液體深度/cm橡皮膜方向壓強計左右液面高度差/cm①水5朝上4.9②水5朝下4.9③水5朝側(cè)面4.9④水10朝側(cè)面9.7⑤水15朝側(cè)面14.6⑥酒精15朝側(cè)面11.8⑦鹽水15朝側(cè)面15.9（1）分析序號①②③的三組數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：_____________________________________________。（2）分析序號為___________的三組數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：液體的壓強隨深度的增加而增大；（3）分析序號為⑤⑥⑦的三組數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：不同液體的壓強還跟液體的_________有關(guān)。在同一深度，液體內(nèi)部向各個方向的壓強都相等。③④⑤密度11、（2010蘭州）如圖所示，水塔與自來水管組成連通器，若水塔內(nèi)水面高度h1=18m，五樓住戶水龍頭出水口高度h2=13m，四樓住戶水龍頭出水口高度h3=10m，水龍頭出水口直徑為2cm．求：（1）四樓住戶水龍頭出水口處，水的壓強是多少？（2）四樓住戶水龍頭出水口受到水的壓力是多少？（g取10N/kg，π取3.14）已知：ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg,

h1=18m,h2=13m,h3=10m,d=2cm求：P、F解：（1）四樓住戶的水龍頭處的水的深度：h=h1-h3=18m-10m=8m，水的壓強為：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa，（2）水龍頭出水半徑：

r=

d÷2=2cm÷2=1cm

水龍頭的橫截面積：

S=πr2=3.14×（1×10-2m）2=3.14×10-4m2，受到的水的壓力：由P=—可得F=PS=8×104Pa×3.14×10-4m2=25.12N。答：（1）四樓住戶水龍頭出水口處，水的壓強是8×104Pa；（2）四樓住戶水龍頭出水口受到水的壓力是25.12N。FS液體的壓強第二課時

知識回顧

1、簡述液體壓強的規(guī)律。

2、寫出計算液體壓強的公式。1、液體壓強的規(guī)律

⑴液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，壓強隨液體深度的增加而；同種液體在同一深度的各處，各個方向的壓強大小.

⑵不同的液體，在同一濃度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān)，密度越大，液體的壓強。增大相等越大2、壓強公式定義：上端開口、底部互相連通的容器叫連通器。

靜止在連通器內(nèi)的同一種液體，各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在同一水平。連通器特點：連通器中液面高度相同的條件一是連通器中只有一種液體；二是液體不流動。一、連通器1、連通器

你觀察過嗎？壺嘴與壺口哪個高？壺嘴和壺體中的水位如何?2、連通器的應(yīng)用水堵

下水道

根據(jù)連通器原理，U形管底部水面始終相平，從而封堵了下水道中的臭氣，但水池中的水仍能正常排出。牲畜飲水機的工作原理：牲畜自動飲水機是連通器的實際應(yīng)用，當(dāng)牲畜在飲水槽中喝水時，飲水槽中的水位下降，蓄水槽中的水流入飲水槽，使蓄水槽的水位下降，浮球在重力的作用下就會向下運動，與浮球相連的桿左端向上運動使閥門打開，水流下來，保證蓄水槽和飲水槽的水位相同。茶壺鍋爐液位計過路涵洞噴泉連通器的記憶口訣上端開口底相連，壓強相等在兩邊；同種液體靜止時，液面相平總呈現(xiàn)；茶壺、船閘和水塔，還有自動飲水器。3、想一想：

在房屋裝修時，為了在墻上畫一條水平線，工人師傅常拿一根裝有水的長透明塑料軟管，貼著墻面在軟管兩端的水面處作出標(biāo)記，將標(biāo)記連成直線，即得到一條水平線，，如圖所示，他們在做標(biāo)記時用到了物理學(xué)中

的知識。連通器的原理船閘的工作原理4、船閘船從下游到上游時，首先閘室和下游河道連通，構(gòu)成連通器，二者水位相平時，船開進(jìn)閘室；然后閘室和下游河道斷開，與上游河道連通，構(gòu)成連通器，待閘室內(nèi)水位和上游河道水位相平時，船開到上游河道。船閘的工作原理:船從上游到下游時，首先閘室和上游河道連通，構(gòu)成連通器，二者水位相平時，船開進(jìn)閘室；然后閘室和上游河道斷開，與下游河道連通，構(gòu)成連通器，待閘室內(nèi)水位和下游河道水位相平時，船開到下游河道。二、液體壓強的傳遞

加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。(1)在塑料袋不同的位置打幾個洞，用手?jǐn)D壓塑料袋，看到水從不同的位置噴出。

(2)演示如右圖所示的實驗，把活塞向下推，容器內(nèi)的液體向各個方向噴出。1、帕斯卡定律2、液壓機帕斯卡定律

P1=P2

即F1S1=F2S2F1F2=S1S2F2=F1S2S1因為S2>S1，所以F2>F1，即在小活塞上作用一個較小的力，就能在大活塞上產(chǎn)生一個較大的力。液壓千斤頂?shù)男』钊c杠桿相連，因此，只要對杠桿施加較小的作用力，就可以頂起一個較重的物體，其原理與液壓件類似。

（1）將質(zhì)量相等的水、煤油、水銀分別裝入底面積相同的不同容器中，且容器放在水平桌面上，如圖所示，試比較三容器底部受到液體壓強的大小關(guān)系。

A.P水>P煤油>P水銀

B.P水銀>P水>P煤油

C.P水>P水銀>P煤油

D.無法判斷3、練一練

1

2

3②容器底部對桌面的壓力大小關(guān)系③容器底部對桌面的壓強大小關(guān)系（2）如圖，同種液體，相同高度，相同底面積，試比較④液體對容器底部的壓強大小關(guān)系⑤液體對容器底部的壓力大小關(guān)系①容器