SECOND PART
FOURTH PART
1. 探究了解液體壓強(qiáng)與液體深度和密度的關(guān)系，知道液體內(nèi)部壓強(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)行相關(guān)的簡(jiǎn)單計(jì)算。3. 認(rèn)識(shí)連通器，了解連通器的工作原理及特點(diǎn)，以及連通器在生活中的應(yīng)用。
炎炎夏日，水上樂(lè)園成為我們偏愛(ài)的去處之一。當(dāng)上半身浸于水中，我們?yōu)楹螘?huì)感覺(jué)呼吸略顯不暢？隨著身體浸入水中深度增加，為何呼吸愈發(fā)困難？
三峽大壩乃我國(guó)大型水利工程，亦是世界頂級(jí)水利樞紐之一。其構(gòu)造涵蓋攔河大壩、水電站廠房及通航建筑物三大核心部分。為什么三峽大壩修建時(shí)要上窄下寬呢？
本節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)，共同探討其中的奧秘。
知識(shí)點(diǎn)1 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
1.現(xiàn)象探究：液體的壓強(qiáng)
實(shí)驗(yàn) 1：采用兩端開(kāi)口的玻璃管，其下端附有橡皮膜，初始時(shí)橡皮膜表面與筒口齊平。觀測(cè)加水前后，橡皮膜形態(tài)的變化情況。
加水后，橡皮膜向下凸出
結(jié)論：液體具有 ，對(duì)支撐它的底部有壓強(qiáng).
實(shí)驗(yàn)2：采用側(cè)壁開(kāi)有口并扎有橡皮膜的玻璃圓筒，觀察注水前后橡皮膜的形變情況。
加水后，橡皮膜向外凸出
結(jié)論：液體具有 ，對(duì)阻礙它流動(dòng)的側(cè)壁有壓強(qiáng).
探究歸納（1）液體由于受到重力，因此對(duì)它支撐的容器底部有壓強(qiáng)；（2）液體具有流動(dòng)性，因此對(duì)阻礙它流動(dòng)的容器側(cè)壁有壓強(qiáng)；（3）液體由于流動(dòng)性在內(nèi)部相互擠壓，因此液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
【典例1】如圖所示是裝有水的氣球，水由于受到 的作用，從而對(duì)氣球的底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；用手指擠壓氣球的側(cè)面，放手后氣球側(cè)面恢復(fù)原狀，這是因?yàn)橐后w具有 ，所以對(duì)氣球側(cè)面也產(chǎn)生壓強(qiáng)。
【詳解】[1]裝有水的塑料袋底部突起，這是因?yàn)樗艿街亓Φ淖饔?，從而?duì)塑料袋底部產(chǎn)生壓強(qiáng)。[2]手指擠壓裝有水的塑料袋側(cè)壁，放手后塑料袋恢復(fù)原狀，說(shuō)明液體具有流動(dòng)性，正是因?yàn)橐后w的流動(dòng)性，所以液體對(duì)塑料袋側(cè)壁也產(chǎn)生壓強(qiáng)。
（1）作用：測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)。（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。（3）工作原理： 當(dāng)將壓強(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，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(qiáng)越大。
壓強(qiáng)計(jì)的使用注意事項(xiàng)（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(shuō)明不漏氣;如果不變，說(shuō)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(méi)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(guò)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。
【現(xiàn)象觀察】 如圖所示，在裝有紅墨水的飲料瓶中鉆兩個(gè)小孔。液體從小孔中噴出，容器中液面的高度逐漸下降，從容器側(cè)壁孔中噴出的液體射得越來(lái)越近。
3.現(xiàn)象探究：液體內(nèi)部壓強(qiáng)的與那些因素有關(guān)
用同樣的兩個(gè)容器在相同的高度鉆孔，分別裝滿水和酒精，觀察到裝水的瓶子，水射的更遠(yuǎn)一些。
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與什么因素有關(guān)呢？
（1）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與深度、方向有關(guān)。
（2）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與液體密度有關(guān)。
利用右圖所示儀器探究液體的壓強(qiáng)。（1）改變探頭的方向，就能探究液體內(nèi)部各個(gè)方向的壓強(qiáng)；（2）改變探頭的深度就能探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。（3）把探頭放在其他液體中，就能探究液體壓強(qiáng)液體密度等因素的關(guān)系。
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。
現(xiàn)象分析：同一深度，各個(gè)方向壓強(qiáng)相等。
操作2：維持液體種類（水）與探頭方向（水平向下）恒定，逐步調(diào)整探頭在水中的深度，觀測(cè)并記錄U形管液面高度差的變化情況。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：探頭在水中越深，U型管中兩側(cè)液面高度差越大。
現(xiàn)象分析：同種液體，深度越大，液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
操作3：將壓強(qiáng)計(jì)探頭分別置于水與酒精中，確保深度及朝向一致，觀察并記錄U形管兩側(cè)液面高度差。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：相較于酒精，水中U型管兩側(cè)液面高度差更顯著。
現(xiàn)象分析：在深度相同時(shí)，液體的密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越大。
【探究歸納】液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)（1）液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；（2）在同種液體的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；（3）同種液體，深度越深，壓強(qiáng)越大； （4）液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
①探究中用到的方法：（a）轉(zhuǎn)換法：通過(guò)觀察U形管兩液柱的高度差來(lái)比較壓強(qiáng)的大小。 （b）控制變量法： 探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與方向的關(guān)系；探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系；探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系。②U形管壓強(qiáng)計(jì)只能比較壓強(qiáng)的大小，不能測(cè)量壓強(qiáng)的大小。
取兩只粗細(xì)不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，將其倒置，向兩瓶中裝入等質(zhì)量的水，觀察橡皮膜向外凸出的情況。可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，細(xì)塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
③探究液體的壓強(qiáng)與液體質(zhì)量的關(guān)系
結(jié)論：等質(zhì)量的水對(duì)底部的壓強(qiáng)不同，液體壓強(qiáng)的大小與液體質(zhì)量無(wú)關(guān)，而與液體深度有關(guān)，深度越大，壓強(qiáng)越大。
視頻講解——《探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)》
“蛟龍”號(hào)潛水器下潛深度最大為7062米
輸液時(shí)，要把藥液提高一定高度
以上事例都包含了“液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大”的道理。
4.與壓強(qiáng)相關(guān)現(xiàn)象的應(yīng)用
潛水員在不同的深度使用不同的潛水服
液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，故深海潛水服比淺海潛水要更耐壓，更厚重些。
【典例2】如圖所示。在探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，除②圖杯中裝的濃鹽水外，其余杯里裝的都是水。請(qǐng)你仔細(xì)觀察這六幅圖后回答。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察???? ?????來(lái)判斷液體壓強(qiáng)大小的；（2）比較①②兩幅圖，可以得出? ?????? ??；（3）比較③④⑤三幅圖,你還可以得出什么結(jié)論? ?????? ??? ?。
深度相同時(shí)，液體密度越大，液體壓強(qiáng)越大
同種液體同一深度液體向各個(gè)方向壓強(qiáng)相等
知識(shí)點(diǎn)2 液體壓強(qiáng)的大小
1.液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)
計(jì)算液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)時(shí)，可以設(shè)想在液面下深度為h處有一個(gè)水平放置的“平面”，計(jì)算這個(gè)平面上方的液柱對(duì)這個(gè)平面的壓強(qiáng)。如圖所示：
F=G=mg=ρVg = ρgSh
因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為p=ρgh.由于液體內(nèi)部同一深度向各方向的壓強(qiáng)都相等，所以我們只要算出液體豎直向下的壓強(qiáng)，也就知道了這一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。
【典例3】將一個(gè)一端帶橡皮膜的玻璃管逐漸插入水中h深度處，會(huì)觀察到橡皮膜逐漸向管內(nèi)凹，如圖甲所示。（1）說(shuō)明液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨深度的增加而 ；
2. 三點(diǎn)透析液體壓強(qiáng)公式 P=ρgh
A點(diǎn)的深度為_(kāi)____cm
指出下圖B、C、D三點(diǎn)的深度
B點(diǎn)的深度為_(kāi)____cm
C點(diǎn)的深度為_(kāi)____cm
D點(diǎn)的深度為_(kāi)____cm
（3）公式 p=ρgh 適用于靜止、均一的液體，不適用于流動(dòng)的液體。當(dāng)求放在水平面上的密度均勻的柱狀物體時(shí)，也可用密度壓強(qiáng)公式 p=ρgh 求解。
【典例4】如圖所示，盛有水的容器靜止在水平桌面上。容器重1N，容器中的水重7N，頂部和底部的面積均為100cm2，頂部到底部的高度h2=6cm，側(cè)壁上有一開(kāi)口彎管，彎管內(nèi)的水面高度h1=8cm；水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg。水對(duì)容器頂部的壓強(qiáng)為 Pa，水對(duì)容器底部的壓力為 N，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 Pa。
[1]水面到容器頂部的距離為h=h1﹣h2=8cm﹣6cm=2cm=0.02m水對(duì)容器頂部的壓強(qiáng)為p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
[2]水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p底=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa則水對(duì)容器底部的壓力為F=p底S=800Pa×100×10-4m2=8N
【典例5】如圖所示，有一個(gè)底面積是200cm2、高為10cm的柱形容器，頂部有一個(gè)面積是40cm2的小孔，孔上裝有一根傾斜管子，從管子上端灌水，當(dāng)h1=20cm時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)等于 Pa（g取10N/kg）
3. 液體對(duì)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(duì)容器底部的壓力或壓強(qiáng)時(shí)，我們可以根據(jù)需要，靈活運(yùn)用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算。
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(duì)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(duì)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，（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6】如圖所示，將一未裝滿水的密閉礦泉水瓶，正立時(shí)水對(duì)瓶底的壓力為F1，瓶底對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1，倒立時(shí)水對(duì)瓶蓋的壓力為F2，瓶蓋對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2，則F1 F2，p1 p2（選填>、=或

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第二節(jié) 液體壓強(qiáng)

版本： 北師大版（2024）

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