壓強“十校聯(lián)賽”一等獎

第二節(jié)

液體的壓強

一：創(chuàng)設情景，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)部的壓強大小？【活動一】在上端開口、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，橡皮膜向里凹進去了凸出的橡皮膜表明：液體對容器側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，所以液體對容器側壁和內(nèi)部各個方向都有壓強。

思考：學習固體壓強時，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呢？三、科學探究：液體的壓強實驗探究：

液體的壓強與哪些因素有關？1、提出問題：液體的壓強與哪些因素有關？2、猜想與假設：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。3、制定計劃于設計實驗：實驗器材：U形管壓強計、水、水槽、鹽水。認識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。構造如圖所示：工作原理：當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、進行實驗（1）探究液體的壓強與方向的關系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。③結論：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，密度越大，液體的壓強越大。5、實驗結論：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。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：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，而跟液體的體積、重力、容器的底面積、形狀無關。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、應用公式時，各物理量單位都應統(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，認識了液體壓強的特點。在對液體壓強特點的認識上，要特別注意：對同一液體，液體的壓強只與深度有關，而與液體的多少無關。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，插入一根細長的管，并從樓房的陽臺上向細管子里灌水，結果只用了幾杯水，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，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:B(3)如圖所示三個底面積相等的容器，倒入質量相等的煤油后，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：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。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，裝有質量相同的不同液體，則它們對容器底部壓強的大小關系正確的是（）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，認為圖甲燒杯中盛的是酒精。他的結論是不可靠的，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朝側面4.9④水10朝側面9.7⑤水15朝側面14.6⑥酒精15朝側面11.8⑦鹽水15朝側面15.9（1）分析序號①②③的三組數(shù)據(jù)，可得到的結論是：_____________________________________________。（2）分析序號為___________的三組數(shù)據(jù)，可得到的結論是：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)，可得到的結論是：不同液體的壓強還跟液體的_________有關。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，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用，當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記，將標記連成直線，即得到一條水平線，，如圖所示，他們在做標記時用到了物理學中

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，構成連通器，二者水位相平時，船開進閘室；然后閘室和下游河道斷開，與上游河道連通，構成連通器，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，構成連通器，二者水位相平時，船開進閘室；然后閘室和上游河道斷開，與下游河道連通，構成連通器，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，用手擠壓塑料袋，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系③容器底部對桌面的壓強大小關系（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系⑤液體對容器底部的壓力大小關系①容器