八年級物理下冊同步講義：液體的壓強（學(xué)生版）（人教版）

課時9.2液體的壓強（幫課堂）（原卷版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識液體壓強的特點；2.知道影響液體壓強大小的因素；3.會計算液體的壓強；4.了解連通器及其工作原理。【知識導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一、液體壓強的特點1.液體內(nèi)部有壓強如圖所示，在一個兩端開口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在側(cè)壁有開口的玻璃圓筒上扎好橡皮膜，分別逐漸加水并觀察現(xiàn)象。實例實驗一實驗二加水前加水后現(xiàn)象橡皮膜向下凸出橡皮膜向外凸出【探究歸納】（1）液體由于受到重力作用，因此對支撐它的容器底部有壓強；（2）液體由于具有流動性，因此對阻礙它流動的容器側(cè)壁有壓強；（3）液體由于流動而在內(nèi)部互相擠壓，因此液體內(nèi)部向各個方向都有壓強。這些力的共同特征是力的方向跟受力物體的表面垂直，并指向受力物體。2.U型管壓強計（1）作用：測量液體內(nèi)部壓強。（2）構(gòu)造：主要由U型管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜制成）三部分組成（如圖所示）。（3）工作原理：當(dāng)將壓強計的探頭放入液體內(nèi)部時，探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發(fā)生形變，使U性管兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差。兩側(cè)液面的高度差越大，表明探頭處橡皮膜受到的壓強越大?！锾貏e提醒U型管左右兩側(cè)液面的高度差，只能反映液體內(nèi)部壓強的相對大小，壓強計的示數(shù)不等于液體內(nèi)部壓強的大小。3.實驗探究：液體內(nèi)部壓強的大小可能與哪些因素有關(guān)圖示控制變量現(xiàn)象分析結(jié)論控制探頭的深度、液體的密度相同，改變壓強計探頭的方向U型管兩側(cè)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)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等控制液體的密度、探頭的方向相同，增大探頭在液體中的深度U型管兩側(cè)液面的高度差變大，即液體內(nèi)部壓強變大。由于液體的密度、探頭的方向都是相同的，所以壓強變大是深度增加引起的同種液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大控制探頭的方向、在液體中的深度相同，增大液體的密度U型管兩側(cè)液面的高度差變大，即液體內(nèi)部壓強變大。由于深度、探頭的方向都是相同的，所以壓強變大是液體密度變大引起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，液體內(nèi)部的壓強越大【探究歸納】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，在同種液體的同一深度，向各個方向的壓強都相等；（2）同種液體內(nèi)部的壓強隨深度的增大而增大；（3）液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體密度有關(guān)，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。★特別提醒實驗前應(yīng)檢查U型管壓強計是否漏氣，常用方法是用手輕輕按壓橡皮膜，看壓強計U型管兩側(cè)液面的高度差是否發(fā)生變化。如果發(fā)生變化，說明不漏氣；如果無變化或變化不明顯，說明漏氣。★方法技巧實驗中科學(xué)探究方法的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)換法：研究內(nèi)部壓強的規(guī)律時，通過壓強計中U型管兩側(cè)液面的高度差來反映液體壓強的大小。2.控制變量法：（1）控制探頭的深度、液體的密度相同，改變壓強計探頭的方向；（2）控制液體的密度、探頭的方向相同，改變探頭的深度；（3）控制探頭在液體中的深度、方向相同，改變液體的密度?！镜淅?】如圖所示是用壓強計“探究影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”，除②圖杯中裝的濃鹽水外，其余杯里裝的都是水。（1）壓強計是通過U形管中液面的________來反映被測壓強大小的；（2）使用前應(yīng)檢查裝置是否漏氣，方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果U形管中的液體能靈活升降，則說明裝置________（選填“漏氣”或“不漏氣”）；（3）做②③兩次實驗，是為了探究液體內(nèi)部壓強大小跟液體的________是否有關(guān)，結(jié)論是________；（4）做④________三次實驗，是為了探究液體內(nèi)部壓強大小跟液體深度的關(guān)系；（5）比較①③④三幅圖，你還可以得出的結(jié)論是：在液體內(nèi)部同一深度________。知識點二、液體壓強的大小1.液體壓強公式的推導(dǎo)計算液面下深度為h處液體的壓強時，可以設(shè)想在液面下深度為h處有一個水平放置的“平面”，計算這個平面上方的液柱對這個平面的壓強。設(shè)平面的面積為S，如圖所示：（1）液柱的體積：V=Sh，（2）液柱的質(zhì)量：m=ρV=ρSh；（3）液柱對水平面的壓力：F=G=mg=ρShg；（4）水平面受到的液柱的壓強：。因此，液面下深度為h處液體的壓強為p=ρgh。由于液體內(nèi)部同一深度向各方向的壓強都相等，所以我們只要算出液體豎直向下的壓強，也就知道了這一深度處液體向各個方向的壓強。2.液體壓強公式（1）公式：p=ρgh（2）公式中各字母表示的物理量和單位字母物理量單位p壓強Paρ液體的密度kg/m3g常量N/kgh液體的深度m應(yīng)用公式p=ρgh時，各個物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一為國際單位制中的單位。ρ的單位用kg/m3，h的單位用m，計算出的壓強p的單位才是Pa。3.液體壓強公式的四點理解（1）由公式p=ρgh可知，在g值不變的情況下，液體壓強只與密度和深度有關(guān)，與質(zhì)量、體積無關(guān)。（2）液體深度是指液體中被研究的點到液體自由液面的數(shù)值距離。如圖所示，A、B、C、D、E各點的深度分別為：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。（3）公式p=ρgh適用于靜止、均一的液體，不適用于流動的液體。（4）均質(zhì)、實心、豎直的柱狀固體（如長方體、正方體、圓柱體、棱柱體等）對水平面的壓強p=ρ固gh是求固體壓強的已知特殊情況，而液體壓強公式p=ρgh適用于計算任何靜止、均一的液體產(chǎn)生的壓強?！練w納總結(jié)】公式與p=ρgh的區(qū)別與聯(lián)系壓強公式液體壓強公式p=ρgh區(qū)別適用范圍適用于所有情況下壓強的計算用來計算液體的壓強決定因素壓力和受力面積g值不變時，取決于液體的密度和深度聯(lián)系液體壓強公式p=ρgh是通過公式結(jié)合液體的特點推導(dǎo)出來的，是壓強定義式特殊形式【典例2】河水的深度越深、壓強______，為了使攔河壩能承受更大的水壓，把攔河壩設(shè)計成下寬上窄的形狀。三峽水電站的水庫大壩高185m，當(dāng)水庫水位為175m時，壩底受到的水的壓強是______Pa。（g取10N/kg）4.液體對容器底的壓力與液體自身重力的關(guān)系容器的形狀是多種多樣的，但可以歸納為如圖所示三種基本類型。在求液體對容器底部的壓力或壓強時，我們可以根據(jù)需要，靈活運用相應(yīng)公式進行計算。容器類型容器底部受到液體壓力的定性分析容器底部受到液體壓力的等量分析由于液體所受重力的方向是豎直向下的，可以認(rèn)為柱狀容器中液體重力全部作用在容器底部，所以F壓=G液液體對容器底部的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱，即F壓=G液（V柱指液柱的體積）在口大底小的敞口容器中，柱狀線外部一部分液體的重力作用在斜面的側(cè)壁上，液體對容器底的壓力只等于以其底面積大小形成的柱狀的重力，所以F壓<G液液體對容器底的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F(xiàn)壓=G柱<G液，即F壓<G液，（V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力）口小底大的縮口容器中，側(cè)壁會受到液體垂直側(cè)面斜向上的壓力，因為物體間力的作用是相互的，所以側(cè)壁不但不起支持液體的作用，反而給液體施加了一個斜向下的壓力，于是容器底部不但要承受液體的重力，而且還要承受側(cè)壁對液體施加的向下的壓力，所以F壓>G液液體對容器底的壓力：F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F(xiàn)壓=G柱>G液，即F壓>G液，（V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力）【典例3】如圖所示，底面積相同的甲、乙兩容器，裝有質(zhì)量不同的相同液體，它們的高度相同，則它們對容器底部的壓強p甲______p乙，對容器底部的壓力F甲______F乙（選填“>”、“=”或“<”）。知識點三、連通器1.連通器：上端開口、下端連通的容器叫做連通器。2.連通器的特點：連通器里裝入同種液體，當(dāng)液體部流動時，連通器各部分中的液面高度總是相同的，如圖所示?！锾貏e提醒連通器各部分中的液面高度相同時的條件：一、連通器中的液體是同種液體；二、液面靜止。3.連通器內(nèi)液面相平的原因：如圖所示，當(dāng)連通器內(nèi)的液體靜止時，設(shè)想在連通器底部連通的部分有一個小液片AB。液體靜止，液片處于平衡狀態(tài)→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片兩側(cè)壓強相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故兩側(cè)液柱高度相等，即h左=h右。4.連通器的應(yīng)用茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成連通器，方便倒水下水彎的U型“反水彎”是一個連通器，阻擋下水道的異味進入室內(nèi)鍋爐水位計的玻璃管和鍋爐構(gòu)成連通器，可顯示鍋爐內(nèi)的水位水塔和自來水管構(gòu)成連通器，將水送到千家萬戶過路涵洞是一個連通器，使水從道路一側(cè)流到另一側(cè)養(yǎng)殖場的自動加水器實質(zhì)上也是一個連通器，可保持飲水槽內(nèi)水位不變船閘利用連通器原理實現(xiàn)船只通航【典例4】如圖所示的設(shè)備中，沒有應(yīng)用連通器工作的是（）。A．茶壺B．船閘C．自動喂水裝置D．鍋爐與外面的水位計【方法幫】題型一：實驗探究液體壓強的特點【典例5】如圖所示，在“探究液體內(nèi)部壓強”的實驗中：（1）圖A所示壓強計在使用前，需觀察U形管兩邊液面是否相平，要檢查裝置的氣密性。請簡述檢查氣密性的方法：_______。實驗中通過_________顯示液體內(nèi)部壓強的大小。（2）某同學(xué)實驗的情形如圖B、C、D所示。①比較圖B和圖C可以探究的問題是___________。②保持探頭在水中的深度不變，改變它的方向如圖C、D所示，根據(jù)實驗現(xiàn)象可以初步得出結(jié)論：______。（3）該同學(xué)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)：在同種液體內(nèi)部同一深度處，使用不同的壓強計，U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。他認(rèn)為可能與探頭橡皮膜安裝的松緊有關(guān)。請你設(shè)計實驗證明他的觀點_________。題型二：液體內(nèi)部壓強的特點【典例6】如圖所示，將一長方體從水中勻速提起直至下表面剛好離開水面，此過程容器底受到水的壓強p隨時間t變化的圖像大致為（）。A．B．C．D．題型三：液體壓強的計算【角度1】不同形狀容器壓力、壓強的比較壓力、壓強的分析與計算順序解答關(guān)于壓強的綜合題時一定要注意分析、計算的是固體壓強還是液體壓強。1.固體（先壓力后壓強）：一、分析、計算壓力；二、由分析計算壓強。2.液體（先壓強后壓力）：一、根據(jù)液體壓強公式p=ρgh分析、計算液體的壓強；二、根據(jù)F=pS分析、計算壓力。【典例7】如圖所示，將未裝滿水且密閉的礦泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，下列說法中正確的是（）。A．水對容器底的壓強減小，礦泉水瓶對桌面的壓力增大；B．水對容器底的壓強減小，礦泉水瓶對桌面的壓力減??；C．水對容器底的壓強增大，礦泉水瓶對桌面的壓強減小；D．水對容器底的壓強增大，礦泉水瓶對桌面的壓強增大【角度2】液體壓力、壓強的計算★易錯警示對應(yīng)形狀不規(guī)則的容器，里面裝的液體對容器底的壓力F一般不等于液體的重力G液。【典例8】如圖所示，平底水杯底面積是4×10-3m2內(nèi)盛0.6kg的水，水深12cm。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3試求：(1)水杯中水的重力是多大？(2)水對水杯底部的壓力多大？【角度3】平均法求液體的密度明確臨界點：塑料片受力平衡→塑料片兩側(cè)所受壓力、壓強相等，F(xiàn)水=F液、p水=p液→根據(jù)ρ水gh水=ρ液gh液計算密度→?！镜淅?】如圖所示，將兩端開口的玻璃管下端管口用一薄塑料片堵住，然后豎直插入水中24厘米深處。（1）此時水對塑料片向上的壓強是多大？（2）保持玻璃管在水中深度不變，向管中緩緩倒入某種液體，如圖。當(dāng)該液面高出水面6厘米時，塑料片剛好下沉，則該液體的密度是多少？（塑料片質(zhì)量不計，取g＝10牛/千克）題型四：連通器（1）根據(jù)連通器的定義判斷裝置是不是連通器；（2）當(dāng)連通器里只有一種液體且不流動時，連通器各部分中的液面始終相平?！镜淅?0】如圖，輪船由下游經(jīng)過船閘駛往上游。船進入閘室后，再打開閥門___________，使閘室與上游構(gòu)成___________，當(dāng)閘室與上游水位相平時，再打開閘門C，船駛?cè)肷嫌??！局锌紟汀靠键c一：探究液體內(nèi)部壓強的特點【典例11】（2021·寧夏中考真題）如圖所示，在“探究液體內(nèi)部壓強”的實驗中：（1）圖A所示壓強計在使用前，需觀察U形管兩邊液面是否相平，要檢查裝置的氣密性。請簡述檢查氣密性的方法：_______。實驗中通過_________顯示液體內(nèi)部壓強的大小。（2）某同學(xué)實驗的情形如圖B、C、D所示。①比較圖B和圖C可以探究的問題是___________。②保持探頭在水中的深度不變，改變它的方向如圖C、D所示，根據(jù)實驗現(xiàn)象可以初步得出結(jié)論：_________。（3）該同學(xué)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)：在同種液體內(nèi)部同一深度處，使用不同的壓強計，U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。他認(rèn)為可能與探頭橡皮膜安裝的松緊有關(guān)。請你設(shè)計實驗證明他的觀點_________。。中考考題要求同學(xué)們能掌握基本實驗儀器的使用方法，能分析物理現(xiàn)象，提出可探究的物理問題，能制定有新意的科學(xué)探究方案，這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)探究的體現(xiàn)?？键c二：液體壓強的綜合計算【典例12】（2022·江漢油田潛江天門仙桃）底面積300cm2、深度20cm的薄壁圓柱形容器重6N，放置在水平桌面上，其中盛有6cm深的水如圖甲；然后將一質(zhì)量為2.7kg的實心正方體鋁塊放入水中，如圖乙。（ρ鋁=2.7×103kg/m3）求：（1）鋁塊的體積是多少m3？（2）圖甲中容器對水平桌面的壓強為多少Pa？（3）放入鋁塊后，水對容器底部的壓強增加了多少Pa？中考考題要求同學(xué)們能理解壓強的概念，能對具體的物理情景進行分析推理，靈活應(yīng)用壓力、壓強公式解決問題，這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)探究的體現(xiàn)?？键c三：連通器【典例13】（2022·陜西?。┪挥陉兾鳑荜柕泥崌?，是我國古代三大水利工程之一、如圖是鄭國渠跨路面兩側(cè)的截面示意圖，兩側(cè)水渠和中間的涵洞可以看作是一個___________；當(dāng)水不流動時，水對A點的壓強___________（選填“大于”、“等于”或“小于”）水對B點的壓強?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）1.如圖所示，杯子中裝滿水，現(xiàn)向杯中輕輕放入一個小木塊，小木塊漂浮在水面，則放入木塊后（）。A．水對杯底的壓強增大；B．水對杯底的壓強不變C．水對杯底的壓力增大；D．水對杯底的壓力減小2.如圖所示，兩個底面積不同的圓柱形容器甲和乙，容器足夠高，分別盛有質(zhì)量相等的水和酒精（ρ水＞ρ酒精），現(xiàn)在甲、乙兩容器中分別倒入水和酒精，使容器底部受到液體的壓強相等。則（）。A．可能是倒入相同質(zhì)量的水和酒精；B．一定是倒入相同體積的水和酒精；C．可能是倒入水的質(zhì)量小于酒精的質(zhì)量；D．可能是倒入水體積大于酒精的體積3.如圖所示，裝滿水的密閉容器置于水平桌面上，其上下底面積之比為4：1，此時水對容器底部的壓力為F，壓強為p。當(dāng)把容器倒置后放到水平桌面上，水對容器底部的壓力和壓強分別為（）。A．F，pB．4F，pC．1/4F，pD．F，4p4.有一重2N的圓柱形玻璃杯(杯壁厚度不計)，底面積為100cm2，裝有一定質(zhì)量的煤油，杯底到油面的高度為20cm，放在水平桌面上(取g=10N／kg，ρ煤油=0．8×103kg／m3)，則下列結(jié)果正確的是（）。A．煤油對杯底的壓強是1．6×103Pa；B．杯底對桌面的壓強是1．8×l03Pa；C．煤油對杯底的壓力是16N；D．杯子受到桌面的支持力是16N5.如圖所示，水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器，分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是（）。①容器對桌面的壓力：F甲＞F乙②液體的密度：ρ甲＝ρ乙③液體對容器底部的壓強：p甲＞p乙④容器對桌面的壓強：p甲′＝p乙′A．只有①和③ B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有③和④6.如圖所示，水平桌面上有兩個重力不計的圓柱形容器A、B，橫截面積均為5.0×10-3m2，A的底面向上凸起，B的底面為平面。在兩容器中均加入重為10N的水，則B對桌面的壓強為Pa，A對桌面的壓強(選填“大于”、“小于”或“等于”)B對桌面的壓強．若A、B容器的水中同一高度處壓強分別為pA、pB，則pApB(選填“大于”、“小于”或“等于”)。7.如圖，茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成了一個，當(dāng)壺中水深12cm時，A點受到水的壓強是Pa；若壺中裝滿水，用手指將壺蓋上的小孔堵住，則壺中的水（選填“能”或“不能”）倒出來。（g＝10N/kg）二、綜合練（能力提升）8.（2022·營口）下列不是利用連通器原理工作的是（）。A.茶壺B.船閘C.抽水機D.地漏9.（2022·北京）如圖所示，兩個圓柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面積大于乙容器底面積，它們分別裝有體積相等的液體，甲容器中液體的密度為，乙容器中液體的密度為。液體內(nèi)A、B兩點到容器底部的距離相等，其壓強分別為、。若兩容器底部受到的液體壓強相等，則下列判斷正確的是（）。A. B.C D.10.（2022·無錫）如圖所示，A、B、C是三個圓柱形容器，分別裝有水或酒精（ρ水>ρ酒精）B和C兩容器的底面積相同，且其中的液體深度也相同，三個容器中，底部所受液體壓強最大的是（）。A.A容器 B.B容器 C.C容器 D.無法比較11.（2022·江蘇揚州）生病輸液時，針頭很尖是通過減小受力面積來___________壓強；若出現(xiàn)“回血”現(xiàn)象（血液進入輸液軟管中），需將藥液袋舉高，這是因為___________。12.（2022·青海）如圖所示，洗臉池排水管設(shè)計了U型“反水彎”，起到隔絕下水道異味的作用。當(dāng)水不流動時，“反水彎”兩端的水面高度總是___________的，其利用了___________原理。13.（2022·四川涼山州）如圖所示，兩個底面積相同且質(zhì)量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上，向容器中分別注入兩種不同的液體，已知距容器底部等高的A、B兩點所受液體的壓強