9.2 液體的壓強(qiáng)（第1課時(shí)）（導(dǎo)學(xué)案） 八年級(jí)物理 （人教版）【教師版】

9.2液體的壓強(qiáng)（第1課時(shí)）（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.經(jīng)歷探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)過程，認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)與液體深度和密度的關(guān)系，能準(zhǔn)確陳述液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。會(huì)利用液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)解釋有關(guān)現(xiàn)象。2.能熟練寫出液體壓強(qiáng)公式，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)的大小?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】應(yīng)用液體壓強(qiáng)特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)公式解決實(shí)際問題?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1．液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：液體受到重力作用，對(duì)支持它的容器底部有壓強(qiáng)；液體具有流動(dòng)性，對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。2.液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。3.壓強(qiáng)計(jì)：是測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的器材；放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體的壓強(qiáng)越大，U形管左右兩側(cè)液面高度差越大。4.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：①在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。②深度越深，壓強(qiáng)越大。③液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。5.液體壓強(qiáng)的大?。簆＝ρgh。由該式可知：液體壓強(qiáng)的大小只與液體的密度和液體的深度有關(guān),而與液體的體積、質(zhì)量無關(guān)，與浸入液體中物體的密度無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）?！竞献魈骄俊刻骄恳?、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)1.液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)

（1）現(xiàn)象探究①實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，有一個(gè)兩端開口的玻璃圓筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原來與筒口相平，當(dāng)?shù)谷胨螅鹌つ?huì)向下凸出。表明水對(duì)容器的底部有向下的壓強(qiáng)。②實(shí)驗(yàn)二：如圖2所示，在裝有紅墨水的飲料瓶的四周側(cè)壁上鉆幾個(gè)小孔，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從這些小孔中噴射出來，說明水對(duì)側(cè)壁有壓強(qiáng)。下側(cè)面上④實(shí)驗(yàn)四：如圖4所示，將底部和側(cè)壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中，觀察橡皮膜的變化情況。實(shí)驗(yàn)中豎直向下按壓瓶子時(shí)，底部和側(cè)壁的橡皮膜向瓶?jī)?nèi)凹，表明水內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。（3）液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：液體受到重力，對(duì)容器底部有壓力，所以會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)；液體具有流動(dòng)性，所以對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。2.壓強(qiáng)計(jì)（1）作用：測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)。（2）構(gòu)造：觀察下圖可知，液體壓強(qiáng)計(jì)主要由U形管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成）三部分組成。（3）原理：放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會(huì)發(fā)生形變，U形管左右兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強(qiáng)的大小，液面的高度差越大，壓強(qiáng)越大。這運(yùn)用了科學(xué)方法中的轉(zhuǎn)換法。（4）壓強(qiáng)計(jì)的使用①實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣。常用方法是用手輕按橡皮膜，觀察壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)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，則要查出原因，加以修整。②當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時(shí)，U形管中的液面應(yīng)該是相平的，若出現(xiàn)高度差，需要將橡皮管取下，再重新安裝。③不能讓壓強(qiáng)計(jì)U形管中液面的高度差過大，以免使部分有色液體從管中流出，如果流出了，要把連接用的橡皮管取下重新連接。3.實(shí)驗(yàn)探究：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小有什么特點(diǎn)【提出問題】液體壓強(qiáng)的大小可能與哪些因素有關(guān)？【猜想和假設(shè)】猜想1：潛水越深，需要的裝備越堅(jiān)固，液體壓強(qiáng)的大小是否與深度有關(guān)？猜想2：水越多，重力越大，液體壓強(qiáng)的大小是否與液體的質(zhì)量有關(guān)？猜想3：液體的壓強(qiáng)是由液體產(chǎn)生的，壓強(qiáng)的大小是否與液體的種類有關(guān)？猜想4：液體壓強(qiáng)的大小是否與液體內(nèi)部的方向有關(guān)？………【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)器材：壓強(qiáng)計(jì)、鐵架臺(tái)、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。（2）運(yùn)用控制變量法探究①保壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。②控制液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變，逐漸改變探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。③把壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入鹽水中，控制探頭的深度不變、在鹽水中的方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】操作1：保持U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度不變；改變探頭的方向，分別沿水平向上、水平向下、沿豎直方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面的高度差Δh相等。操作2：保持液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變（水平向下），逐漸增加探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3操作3：把壓強(qiáng)計(jì)的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對(duì)某一方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：Δh水＞Δh酒精【分析論證】①由操作1可得出：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。②由操作2可得出：同種液體，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。③由操作3可得出：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體密度有關(guān)。深度相同時(shí)，密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越大?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)①在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。②深度越深，壓強(qiáng)越大。③液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大?！窘涣饔懻摗糠较蛏疃纫后w密度無關(guān)深度4.與液體壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象（1）在醫(yī)院輸液時(shí)，要把藥液提高到一定的高度。（2）修建水壩時(shí)上窄下寬；（3）“蛟龍”號(hào)潛水器下潛深度最大為7062米。（4）潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。【例題1】如圖所示是用壓強(qiáng)計(jì)“研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在使用壓強(qiáng)計(jì)前，發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差，如圖甲，其調(diào)節(jié)的方法是（選填“A”或“B”），使U形管左右兩側(cè)的水面相平；A．將右側(cè)支管中高出的水倒出B．取下軟管重新安裝（2）比較圖中的乙和丙圖，可以得到：液體的壓強(qiáng)與有關(guān)。比較圖中兩圖，可以得液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)?！敬鸢浮浚?）B；（2）液體的深度，丙、丁?！驹斀狻浚?）進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，只需要將軟管取下，再重新安裝，這樣的話，U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的（都等于大氣壓），當(dāng)橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時(shí)，U形管中的液面就是相平的，故A不符合題意，B符合題意。故選B。（2）比較圖乙和圖丙兩圖知，液體的密度相同，深度不同，U形管液面的高度差不同，壓強(qiáng)不同，故可以得到：液體的壓強(qiáng)與液體的深度有關(guān)。要探究液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，需要控制液體的深度相同，改變液體的密度，圖丙、丁符合題意。探究二、液體壓強(qiáng)的大小1.研究方法——“理論推導(dǎo)法”要想得到液面下某處的壓強(qiáng)，可以設(shè)想這里有一個(gè)水平放置的“平面”S。這個(gè)平面以上的液柱對(duì)平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問題的關(guān)鍵。2.推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的大小設(shè)想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。這個(gè)液柱體的體積V=Sh這個(gè)液柱的質(zhì)量m=ρV=ρSh這個(gè)液柱對(duì)平面的壓力F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的壓強(qiáng)p=eq\f(F,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為p=ρgh3.進(jìn)一步理解p=ρgh（1）壓強(qiáng)公式中的物理量及其單位ρ表示液體的密度，單位為千克/米3（kg/m3）h表示液體的深度，單位為米(m）g為常數(shù)，大小為9.8N/kgp表示液體在深度為h處的壓強(qiáng)，單位為帕（Pa）。公式中的物理量單位全部使用國際單位。（2）深度h：指液面到某點(diǎn)的豎直距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為50cm，A點(diǎn)的深度為30cm。（4）帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)帕斯卡在1648年，曾經(jīng)做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長的管子，從樓房的陽臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了?！痉治觥坑捎诩?xì)管子的容積較小，幾杯水灌進(jìn)去，大大提高了水的深度h，從而對(duì)水桶產(chǎn)生很大的，這個(gè)壓強(qiáng)就對(duì)桶壁在各個(gè)方向產(chǎn)生很大的壓力，把桶壓裂了?！芭了箍淹皩?shí)驗(yàn)”說明：同種液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)取決于液體的深度，與液體的質(zhì)量、重力等因素?zé)o關(guān)。【例題2】有人說，“設(shè)想你在7km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于1500個(gè)人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請(qǐng)通過估算加以說明?！窘馕觥恳?yàn)槭枪浪?，海水密度?.0×103kg/m3，g取10N/kg，則7km深處海水的壓強(qiáng)為：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×103m＝7×107Pa腳背的面積近似取S=10cm×13cm=130cm2=1.3×10-2m2腳背受的壓力F=ps=7×107Pa×1.3×10-2m2=9.1×105N一個(gè)成年人的質(zhì)量約為60kg，所受重力G=mg=60kg×10N/kg=600N假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于n個(gè)成年人所受重力n=eq\f(9.1×105N,600N)=1500估算結(jié)果表明，在深7km的海底，水對(duì)腳背的壓力確實(shí)相當(dāng)于1500個(gè)人的重力。【精講點(diǎn)撥】1.液體壓強(qiáng)公式P＝ρgh是經(jīng)過理論推導(dǎo)得出的，但具有普遍意義，可以計(jì)算任意液體在某一深度的壓強(qiáng)。當(dāng)然計(jì)算液體的壓強(qiáng)也可以用p=F/S。2.液體內(nèi)部壓強(qiáng)壓強(qiáng)的特點(diǎn)（1）液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，并且同種液體在相同深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。（2）液體內(nèi)某點(diǎn)的壓強(qiáng)只與液體的密度和該點(diǎn)的深度有關(guān)，與液體的質(zhì)量、液體的體積、形狀等因素?zé)o關(guān)。3.理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究點(diǎn)到自由液面的豎直距離，不一定是高度，做題時(shí)一定要分清所給數(shù)據(jù)是深度還是高度。4.比較液體壓強(qiáng)大小的方法（1）同種液體：深度相同，壓強(qiáng)相等；深度不同，深度h越大，壓強(qiáng)p越大。（2）不同液體：深度相同，密度ρ越大，壓強(qiáng)p越大；深度不同，根據(jù)p=pgh判斷?！練w納整理】第2節(jié)液體的壓強(qiáng)【課堂練習(xí)】1．如圖所示，平靜的湖中，下列哪處水的壓強(qiáng)最大（）A.aB.bC.cD.d【答案】D.【解析】ABCD．由液體內(nèi)部壓強(qiáng)p＝ρgh可知，液面下越深的地方，液體壓強(qiáng)越大。由圖可知，距離水面的深度為?故湖中水壓強(qiáng)最大的位置為d處。ABC選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意，D選項(xiàng)正確，符合題意。2.同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨的增加而增大。如圖所示，容器中盛有水，則A處的深度是cm，B處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)是Pa（g取10N/kg）?！敬鸢浮可疃龋?，2500?！驹斀狻恳后w壓強(qiáng)與液體的密度和浸入液體的深度有關(guān)，同一深度，密度越大，液體壓強(qiáng)越大。同種液體內(nèi)部，深度越深，壓強(qiáng)越大，所以同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。由圖可知，A處的深度是0cm。B處的深度h=30cm-5cm=25cm=0.25m則B處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa3．如圖所示，裝有水的塑料袋底部發(fā)生了形變，這是因?yàn)樗艿搅Φ淖饔?，從而?duì)塑料袋底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；若用手?jǐn)D壓袋子的側(cè)壁，放手后塑料袋恢復(fù)原狀，這是因?yàn)橐后w具有性，所以對(duì)塑料袋側(cè)壁也產(chǎn)生了壓強(qiáng)：在水中不同位置的Ａ、Ｂ兩點(diǎn)，受到水的壓強(qiáng)較大的是點(diǎn)處。【答案】重力，流動(dòng)，A?！驹斀狻繉⒃谒芰洗锏乃?，因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔?，從而?duì)支撐自己的塑料袋產(chǎn)生壓力與壓強(qiáng)。由于水具有流動(dòng)性，在外力的作用下容易改變形狀；同時(shí)還能對(duì)各個(gè)方向產(chǎn)生壓力與壓強(qiáng)。在密度相同時(shí)，深度越大，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，因?yàn)锳點(diǎn)的深度大，故A點(diǎn)水的壓強(qiáng)大。4.用圖所示的裝置探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，下列做法能使U形管兩邊液面高度差變小的是（）A．將金屬盒在水中的位置上移B．將金屬盒在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°C．將金屬盒的位置向左移動(dòng)D．保持金屬盒的位置不動(dòng)，向杯中加入適量水【答案】A【詳解】A．將金屬盒在水中的位置上移，深度減小，壓強(qiáng)減小，U形管兩邊液面高度差會(huì)減小，這是轉(zhuǎn)換法，故A符合題意；B．將金屬盒在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°，只改變了方向，而未改變深度，壓強(qiáng)應(yīng)不變，U形管兩邊液面高度差不變，故B不符合題意；C．將金屬盒的位置向左移動(dòng)，金屬盒的深度不變，U形管兩邊液面高度差不變，C不符題意；D．保持金屬盒的位置不動(dòng)，向杯中加入適量水，深度增加，壓強(qiáng)增大，U形管兩邊液面高度差會(huì)變大，故D不符合題意。故選A。5.如圖所示，容器中裝有一定量的水，容器底面積為200cm2，則A點(diǎn)所受的水的壓強(qiáng)為Pa，水對(duì)容器底的壓力為N。（取g＝10N/kg）【答案】3×103，60。【詳解】A點(diǎn)的深度是該點(diǎn)到水平面的距離，所以A處的深度為30cm，則由液體壓強(qiáng)公式可得p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×0.01m=3×103Pa由壓強(qiáng)公式變形可得F=pS=3×103Pa×200×10-4m2=60N6.如圖所示，A、B兩個(gè)內(nèi)徑相同的玻璃管內(nèi)盛有同種液體，當(dāng)A管豎直，B管傾斜放置時(shí)，兩管液面高度相同，下列說法正確的是（

）A．A管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)比B管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)小B．A管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)比B管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)大C．A管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)和B管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)相等D．A管中液體的質(zhì)量比B中管中液體的質(zhì)量大【答案】C【詳解】ABC．A、B兩個(gè)內(nèi)徑相同的玻璃管內(nèi)盛有同種液體，液體的密度相同，兩管液面高度相同，由p=ρgh可知，A/B兩管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)相等，故C正確，AB錯(cuò)誤；D．由圖知，兩玻璃管中液體的體積關(guān)系VA＜VB，內(nèi)裝同種液體，密度相同，根據(jù)m=ρV可知，A、B兩管中液體的質(zhì)量mA＜mB，即A管中液體的質(zhì)量比B中管中液體的質(zhì)量小，故D錯(cuò)誤。故選C。7．“厲害了我的國！”2020年我國自主研制的“海斗一號(hào)”多次下潛至萬米深海，完成了聲學(xué)測(cè)線、布放標(biāo)志、沉積物取樣、高清攝像等一系列科考任務(wù)。（g＝10N/kg，海水的密度近似取ρ海水＝1.0×103kg/m3）（1）“海斗一號(hào)”下潛至離海平面10000m深處觀察攝像，觀察窗面積近似取400cm2，請(qǐng)估算觀察窗在該深度所受海水的壓力；（2）“海斗一號(hào)”廣泛使用了新材料，新材料具有很多的優(yōu)良性能，例如：抗腐蝕性強(qiáng)。請(qǐng)你再舉出一例在“海斗一號(hào)”中新材料所具有的優(yōu)良性能?！敬鸢浮浚?）4×106N；（2）抗壓能力強(qiáng)。【詳解】（1）觀察窗所受海水的壓強(qiáng)為p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m＝1×108Pa觀察窗所受海水的壓力為F＝pS＝1×108Pa×4×10﹣2m2＝4×106N（2）“海斗一號(hào)”多次下潛至萬米深海，所以它的材料具有抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)。8.小明在探究“液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了如圖的操作：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)整U型管壓強(qiáng)計(jì)，使左右兩邊玻璃管中的