液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)液體壓強(qiáng)的大小
1. 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)液體對(duì)容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部也有壓強(qiáng)。
2. 液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因(1)液體受重力，所以液體對(duì)容器底部有壓強(qiáng)。(2)液體具有流動(dòng)性，所以液體對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向也都有壓強(qiáng)。
3.探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)(1)問(wèn)題與猜想提出問(wèn)題：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與哪些因素有關(guān)？猜想：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與液體的深度、液體的密度有關(guān)。(2)制訂計(jì)劃用微小壓強(qiáng)計(jì)測(cè)量液體內(nèi)部不同情況下(液體種類不同，或深度不同，或方向不同)的壓強(qiáng)，歸納總結(jié)。
(3)收集證據(jù)①如圖1 所示，將微小壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入水中較淺處，記錄U形管兩側(cè)的液面高度差。保持探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，使探頭朝上、朝下、朝側(cè)面，記錄不同情況下玻璃管兩側(cè)液面的高度差。
②改變探頭在水中的深度，重復(fù)步驟①，如圖2甲、乙所示。③將大燒杯中的水換成濃食鹽水，重復(fù)上述步驟，如圖2丙所示。
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格
(5)分析與結(jié)論①液體內(nèi)部各處都存在壓強(qiáng)；②在液體內(nèi)同一深度處，各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；③液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；④液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體的密度有關(guān)。
深度理解1.微小壓強(qiáng)計(jì)的作用：測(cè)量液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。2.微小壓強(qiáng)計(jì)的原理：當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入液體內(nèi)部時(shí)，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形管兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差；兩側(cè)高度差越大，表示探頭處的液體壓強(qiáng)越大。
3.微小壓強(qiáng)計(jì)的使用：(1) 實(shí)驗(yàn)前首先應(yīng)檢查U形管微小壓強(qiáng)計(jì)左右兩液柱是否等高；如果不等高，應(yīng)取下橡皮管重新安裝。(2) 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，看壓強(qiáng)計(jì)U 形管兩側(cè)高度差是否發(fā)生變化。如果變化，說(shuō)明不漏氣；如果兩側(cè)高度差不變，說(shuō)明漏氣。
4. 使用微小壓強(qiáng)計(jì)應(yīng)注意：不能讓微小壓強(qiáng)計(jì)U形管液面高度差過(guò)大，避免有色液體從管中流出。
[中考·南充改編] 小明采用如圖3 所示的裝置，進(jìn)行“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)：
解題秘方：U 形管壓強(qiáng)計(jì)兩側(cè)液柱在橡皮膜受壓的情況下是否出現(xiàn)高度差可以判斷其漏氣與否，而高度差的大小則反映被測(cè)壓強(qiáng)的大小。探究液體壓強(qiáng)影響因素的實(shí)驗(yàn)應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行。
(1)實(shí)驗(yàn)前，小明用手指輕壓金屬盒橡皮膜，觀察U 形管中兩側(cè)液面是否出現(xiàn)高度差，若兩側(cè)液面_____(填“有”或“沒(méi)有”)高度差，則說(shuō)明U 形管壓強(qiáng)計(jì)存在漏氣問(wèn)題。
解析：實(shí)驗(yàn)前，要先檢查氣密性，用手指輕壓金屬盒橡皮膜觀察U 形管中兩側(cè)液面是否出現(xiàn)高度差，若兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差，說(shuō)明壓強(qiáng)計(jì)不漏氣，若兩側(cè)液面沒(méi)有高度差，則說(shuō)明U 形管壓強(qiáng)計(jì)存在漏氣問(wèn)題。
(2)實(shí)驗(yàn)中，小明通過(guò)觀察_________________________來(lái)比較液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小，這里應(yīng)用的科學(xué)方法是 _______。
U 形管內(nèi)兩側(cè)液面的高度差
解析：實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察U 形管內(nèi)兩側(cè)液面的高度差來(lái)比較液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小，高度差越大表示壓強(qiáng)越大，這里應(yīng)用的科學(xué)方法是轉(zhuǎn)換法。
(3)比較________________兩圖，可以研究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系。
解析：比較丙、戊(或丁、戊)兩圖，液體的密度不同，深度相同，壓強(qiáng)不同，可以研究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系。
1. [中考·益陽(yáng)] 如圖所示，用微小壓強(qiáng)計(jì)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。甲、乙、丙三個(gè)燒杯中盛有不同密度的鹽水，圖甲中鹽水的密度與圖丁相同。探頭在液體中的深度甲與乙相同，丙與丁相同。
(1)為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯， 壓強(qiáng)計(jì)U形管中的液體最好用 _______(填“水”或“水銀”)。(2)要探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，應(yīng)選_______兩圖。(3)四個(gè)燒杯中，鹽水密度最大的是_______圖。
1. 液體壓強(qiáng)計(jì)算公式的推導(dǎo)如圖4所示，設(shè)圖中的液柱模型高度為h，液柱的底面積為S，液柱的密度為ρ 。推導(dǎo)步驟：
①液柱的體積 V=Sh；②液柱的質(zhì)量 m=ρV=ρSh；③液柱靜止，豎直向上的壓力F 和重力G 是一對(duì)平衡力，即F=G=mg=ρgSh；因此有pS=ρgSh；④深度為h 處液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρgh。
2. 計(jì)算公式 p=ρgh。3. 公式中各字母所表示的物理量及其單位
由公式可知，液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小取決于液體的密度與液體的深度，與容器的形狀和底面積、容器內(nèi)液體的體積和質(zhì)量等因素?zé)o關(guān)。
4. 公式理解(1)公式中各物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一取國(guó)際單位制中的單位，這樣算出的壓強(qiáng)單位才是“帕斯卡”。
(2)公式中“h”是液體的深度，而非液體的高度。深度是指液面到被研究點(diǎn)的豎直距離(圖5)，高度是指地面到被研究點(diǎn)的豎直距離。
知識(shí)對(duì)比公式 是壓強(qiáng)的定義式，適用于一切壓強(qiáng)的計(jì)算。公式p=ρgh可用于計(jì)算一切液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)及密度均勻的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，還可以用來(lái)計(jì)算質(zhì)地均勻的柱狀物對(duì)水平面的壓強(qiáng)。
液體壓強(qiáng)公式p=ρgh是利用定義式 推導(dǎo)出來(lái)的。對(duì)于具有規(guī)則的側(cè)壁的豎直容器，液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)用公式 和p=ρgh計(jì)算的結(jié)果一致；對(duì)于其他不規(guī)則容器，計(jì)算液體壓強(qiáng)一定要用公式p=ρgh，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[中考·廣安] 茶壺幾乎是每家必備的常用器具。學(xué)習(xí)壓強(qiáng)知識(shí)后，小淇想對(duì)家中的茶壺進(jìn)行相關(guān)研究。她測(cè)得茶壺的質(zhì)量為600 g，底面積為100 cm2，裝入適量水后將它放在水平桌面上，測(cè)得水的深度如圖6 所示，請(qǐng)你接著她的探究完成如下任務(wù)。(ρ 水=1.0×103 kg/m3，g 取10 N/kg)
解題秘方：水所受的重力可用公式G= mg 計(jì)算，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)可用公式p= ρgh 計(jì)算。
(1)求水對(duì)茶壺底的壓強(qiáng)。
解：水對(duì)茶壺底的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。
(2)若水對(duì)茶壺底的壓力是茶壺對(duì)桌面壓力的0.6，則茶壺內(nèi)水的質(zhì)量為多少？（茶壺壁厚度不計(jì)）
2.[中考·濟(jì)寧] 2024年4 月26 日，神舟十八號(hào)載人飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式，對(duì)接于中國(guó)空間站天和核心艙徑向?qū)涌?，形成三船三艙組合體。成功對(duì)接后，以天和核心艙為參照物，神舟十八號(hào)載人飛船是________的；2020年11 月10 日，全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào)在深潛試驗(yàn)中最大下潛深度達(dá)到10 909 m，創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛新的歷史。
此次深潛試驗(yàn)中“奮斗者”號(hào)在最大下潛深度處承受海水的壓強(qiáng)為_(kāi)____________Pa。(g取10 N/kg，ρ 海水=1.03×103 kg/m3)
1.123 627×108
[中考·烏魯木齊]我國(guó)自主建造的世界上壓力最大的8 萬(wàn)噸多向模鍛壓機(jī)鍛造大型工件時(shí)，對(duì)工件的壓力為8×108 N，與工件的接觸面積為4 m2，則工件承受的壓強(qiáng)相當(dāng)于( )(g 取10 N/kg)A.2 km 高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) B.4 km 高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)C.8 km 高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) D.20 km 高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)
解題秘方：工件承受的壓強(qiáng)是固體壓強(qiáng)，可用公式 計(jì)算；水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)可用公式 p=ρ 水gh 計(jì)算。
解析：工件承受的壓強(qiáng) =2×108 Pa。若水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) p2=p1=2×108 Pa，則水柱的深度h= =2×104 m=20 km。
3. 如圖9 所示的容器中，A 點(diǎn)處液體由于重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1 568 Pa，則該液體的密度為_(kāi)___________kg/m3。
易錯(cuò)點(diǎn) 弄錯(cuò)深度例4 如圖7 所示，放在水平桌面上的容器，側(cè)壁上有一開(kāi)口彎管，彎管內(nèi)的液面高度h1=0 .8 m，其頂部和底部的面積均為0.1 m2，頂部到底部的高度h2=0 .6 m，容器中的液體密度為1.2 × 103 kg/m3，g 取10 N/kg，求液體對(duì)容器頂部的壓強(qiáng)。
思路導(dǎo)引：容器頂部液體的深度(即容器頂部到液面的垂直距離)h=h1-h2，則液體對(duì)容器頂部的壓強(qiáng)可用公p=ρgh 計(jì)算。
解：容器頂部液體的深度h=h1-h2=0.8 m-0.6 m=0.2 m。液體對(duì)容器頂部的壓強(qiáng)p=ρgh=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2.4×103 Pa。
診誤區(qū)：深度是指由液面到計(jì)算壓強(qiáng)的那一點(diǎn)之間的豎直距離，即深度是由上往下量的； 高度是指從物體底部豎直向上量得的距離， 即高度是由下往上量的；而長(zhǎng)度是物體兩端之間的距離。

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第二節(jié) 液體壓強(qiáng)

版本： 北師大版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)下冊(cè)（2024）

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