初中物理苏科版（2024）八年级下册（2024）液体的压强示范课课件ppt

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第二节 液体的压强
1. 把装在塑料袋中的方形冰块放在地面上，冰块的四个侧面不会挤压塑料袋。冰块熔化成水后，塑料袋就被水撑得鼓鼓的。这说明液体压强具有跟固体压强不同的特点。你知道液体压强有哪些特点吗?
2. 潜入海水中不同深度的潜水员，必须穿着不同的潜水服，为什么深海潜水，要穿特制的潜水服？是不是潜得越深，上面的水越多，水产生的压强越大？
1. 了解液体压强的存在。2. 了解液体内部压强的特点及其应用。
1. 液体内部的压强.2. 连通器及其应用.3. 课堂总结.4. 实践与练习.5. 综合提升训练.
1. 体验液体压强的存在
（1）活动活动一：如图（a）所示，向玻璃管内加水，玻璃管底部橡皮膜的形状有什么变化？
如图所示，缓缓向玻璃管内加水，观察到玻璃管底部橡皮膜向下方凸出，这表明：
液体对容器底部有压强.
活动二：如图所示，用手指触压装满水的塑料袋，手指有什么感觉？
如图所示，薄塑料袋装满水后鼓起来，用手指触压其表面，手指有明显的受压感觉，这表明：
液体对容器的侧壁有压强.
活动三：如图所示，把下部蒙有橡皮膜的空玻璃管插入水中，橡皮膜的形状有什么变化？
如图所示，将下部蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中，观察到橡皮膜向管内凹，这表明:
（2）活动归纳这些现象说明，液体对容器底、容器壁和浸在其中的物体都有压力，因而也都有压强。（3）液体产生压强的原因 因为液体受到竖直向下的重力作用，所以液体对支撑它的容器底部有压强；因为液体受到重力的作用，且具有流动性，所以液体对阻碍它散开的容器侧壁有压强；因为液体受到重力的作用，且具有流动性，各相邻部分之间相互挤压，所以液体内部朝各个方向都有压强。
液体压强的大小可能与哪些因素有关？
2. 学生实验：探究液体压强与哪些因素有关
猜想1：液体内部的压强可能与深度有关，深度越大，压强越大.猜想2：液体内部的压强可能与方向有关，向下的压强比向上的压强大.猜想3：液体内部的压强可能与液体的密度有关，密度越大，压强越大.………
液体压强计、盛有水和浓盐水的透明容器各一个。
（1）液体压强计的组成 如图（a）所示，液体压强计主要由U形玻璃管、橡皮膜盒和软管等组成。使用前，U形玻璃管两侧的液面相平。如图（b）所示，橡皮膜盒上通常还装有手柄和旋钮，可以改变橡皮膜的朝向。
（2）液体压强计的原理试一试：用手指轻按橡皮膜，U形玻璃管两侧的液面发生什么变化?用手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，如图所示，U形管两侧的液面会出现高度差，且橡皮膜凹得越深，出现的高度差越大。压强计是通过U形管两侧液面的高度差来显示压强大小的，这是一种转换法。
①实验前要检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。检查方法是用一恒定力作用于橡皮膜上一段时间，看压强计两管液面的高度差是否发生变化。如果不变说明不漏气；如果变化则要查出漏气原因，加以修整。修整后，要调节两管使液面相平。
（3）液体压强计的使用
②针对三个猜想与假设，在设计和进行实验时要注意控制变量：为控制橡皮膜在水和浓盐水中的深度相同，可在手持直杆的某一恰当处用红线做一标记，实验中使水面、浓盐水液面与标记分别齐平。③实验时不能让压强计两管液面的高度差过大，以免使部分液体从管中溢出。若溢出了，则需把连接用的橡皮管取下重新连接。
（1）如图（b）所示、将橡皮膜盒的橡皮膜朝上，浸入水中某一深度H，记录深度H和U形玻璃管两侧液面的高度差h。
（2）保持橡皮膜盒所在深度不变，按实验记录表中的顺序改变橡皮膜的朝向，分别记录U形玻璃管两侧液面的高度差。
（3）保持橡皮膜盒所在深度和橡皮膜的朝向不变，平移橡皮膜盒，观察U形玻璃管两侧液面高度差的变化情况。（4）改变橡皮膜盒在水中的深度H，重复上述步骤。
（5）将液体压强计移到装有浓盐水的容器中，重复上述步骤。
（1）由步骤（2）与实验数据可得出：水内部各个方向都有压强。（1）由步骤（3）与实验数据可得出：在水内部的同一深度，压强相等。（3）由步骤（4）与实验数据可得出：水内部的压强随深度的增加而增大。（4）由步骤（5）与实验数据可得出：液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时，密度越大，压强越大。
液体内部各个方向都有压强；同一深度，压强相等；深度增大，压强增大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。
（1）探究中用到的方法 ①转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较液体内部压强的大小。 ②控制变量法：探究液体内部压强与方向的关系、深度的关系、液体密度的关系都应用了控制变量法。（2）液体压强计液体压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。
（3）探究液体的压强与液体质量的关系【演示实验】取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。【实验现象】橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
视频讲解——《探究液体内部的压强》
3. 与液体压强有关的现象
以下事例都包含了“液体的压强随深度的增加而增大”的道理。（1）输液时，要把药液提高一定高度。（2）水坝上窄下宽。
（3）潜水员在不同的深度使用不同的潜水服
液体压强随深度的增加而增大，故深海潜水服比浅海潜水服要更耐压，更厚重些。
（4）“奋斗者号”全海深载人潜水器2020 年 11 月 10 日，中国自主研制的“奋斗者号”全海深载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度 10909m，超过我国第一台自主研制的载人潜水器“蛟龙号”，创造了我国载人深潜的新纪录。这是我国载人深潜事业取得的又一次重大突破。
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，这里的海水压强很大，约1.1 × 108Pa、温度很低且极其黑暗，是地球上环境最为恶劣的区域之一。
“奋斗者号”全海深载人潜水器体积并不大，但它的设计和建造却是一个极其复杂的系统工程。它至少要克服两大困难：一是壳体必须能承受巨大的海水压强；二是舱内环境必须满足人的生存条件，如舱内压强、温度等要基本不受外界影响。因此，载人深潜的难度并不亚于载人航天。从“蛟龙号”到“深海勇士号”再到“奋斗者号”，我国深海载人潜水器实现了从无到有、从自主集成到技术自主可控的跨越式发展。这是我国科研人员勇攀高峰、敢为人先、追求卓越的创新精神和淡泊名利、潜心研究的奉献精神的集中体现。
【例题1】图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验，甲、乙和丙三个相同的烧杯中分别注入深度相同的酒精、盐水和盐水，请回答：
①实验前需检查装置气密性好不好，检查方法是用手轻轻挤压橡皮膜，看U形管液面的高度差是否有明显变化，如果有明显变化，说明气密性____（选填“好”或“不好”）；U形管里的液体选择_______（选填“有颜色”或“无颜色”），实验中通过观察U形管里的液体的高度差来观察压强的大小；②比较甲、乙两图可知，液体内部压强与液体的______有关；
①使用前检查装置是否漏气，用手轻轻按压几下橡皮膜，若压强计漏气，软管中的气体和大气相通，等于大气压强，U形管中的液面就不会出现高度差，若不漏气，将会出现高度差，所以如果有明显变化，说明气密性好。为了方便观察U形管里的液体的高度差，U形管里的液体应该选择有颜色的。②比较甲、乙两图可知，深度相同，液体的密度不同，U形管中液面的高度差不同，即液体压强不同，所以液体内部压强与液体的密度有关。
③要研究液体压强与深度的关系，可以用_______ 两图所示的实验进行；④在图丙中保持探头的位置不变，向烧杯中逐渐加入盐水（未溢出），U形管两液面的高度差将______ （选填“变大”、“不变”或“变小”）；⑤对比甲、丙两图，细心的小明发现甲图中酒精的密度小于丙图中盐水，但甲图中U形管左右高度差反而大于丙图，于是认为“液体密度越大，液体内部压强越大”不正确，你的观点是_________（“同意”或“不同意”），理由是___。
未保证探头在液体中深度相同
③若要探究液体压强与深度的关系，根据控制变量法的思想可知，应控制探头在液体中的深度不同，使液体的密度等其它因素相同，由图可知，满足条件的为乙、丙两图。④在图丙中保持探头的位置不变，向烧杯中逐渐加入盐水（未溢出），探头在盐水中的深度增大，根据公式p=ρgh可得，探头受到液体的压强增大，所以U形管两液面的高度差将变大。⑤对比甲、丙两图可知，液体的密度不同，探头在液体中的深度也不同，即没有控制变量唯一，所以通过甲、丙两图并不能得到“液体密度越大，液体内部压强越大”的结论。
【例题2】小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器，探究液体内部压强与深度的关系，如图所示.（1）图甲中金属盒在水中的深度为_____cm.（2）比较两图可知，液体内部压强随深度的增大而________.（3）比较两图，小明认为：液体内部某处到容器底的距离越大，其压强越小.为研究此问题，小华在图乙中保持金属盒的位置不变，往容器内加水，当水面到容器底的距离L满足条件：__________，对比甲图，可说明小明的观点是错误的.
（1）深度是指从自由液面到某点的竖直距离，甲图中金属盒在水中的深度h甲=16cm-9cm=7cm.（2）两图中金属盒在水中深度的关系是h甲> h乙，U形管中液面高度差的关系是△h甲>△h乙，表明水对金属盒上橡皮膜压强的关系是p甲>p乙，由此可知：液体内部压强随深度的增大而增大.（3）为研究小明的观点是否正确，小华在乙图中保持金属盒的位置不变，往容器内加水，当水面到容器底的距离L≥ 11cm+ h甲=11cm+7cm=18cm，对比甲图发现△h甲'≤ △h乙'，可说明小明的观点是错误的。
4※. 液体压强的大小（拓展）
这个液柱体的体积：V=Sh这个液柱的质量：m=ρV=ρSh这个液柱对平面的压力：F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的压强： p=F/S = ρgSh/S=ρgh因此，液面下深度为h处液体的压强为
（1）推导过程：设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
（2）理解液体压强公式 p=ρgh
①公式中的物理量及其单位ρ 表示液体的密度，单位为千克/米3（kg/m3）h 表示液体的深度 ，单位为米（m）g 为常数，大小为9.8N/kgp 表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa） 公式中的物理量单位全部使用国际单位。
②深度h 指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为50cm，A点的深度为30cm。
A点的深度为_____cm
③影响液体压强大小的因素 根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
水平面上，两个容器中盛着同种相同质量的液体，哪个容器底受到的压强大?根据p=ρgh可知：液体的密度相同，乙容器中的深度大，所以乙容器的液体产生的压强大。
④帕斯卡破桶实验帕斯卡在1648年，曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了，桶里的水从裂缝中流出来，你能解释这个现象吗？由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的深度，能对水桶产生很大的压强。这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。
视频观赏——《模拟帕斯卡破桶实验》
【例题3】一个鱼缸用隔板隔开两半，分别装入体积相等的淡水和海水（ρ淡水=1g/cm3，ρ海水=1.1g/cm3），两边水面相平，则（ 　）A．a、b点的压强相等B．装入水的质量相等C．装入海水的质量较小D．a点的压强较大
AD．由于海水和淡水水面相平，并且到缸底的距离相等，则a、b两点距液面的深度h相同，由于海水的密度大于淡水的密度，根据公式p=ρgh可知，a点压强大于b点压强，故A不符合题意，D符合题意；BC．由题意可知，所装海水和淡水的体积相等，根据公式m=ρV，可知装入海水的质量更大，故BC不符合题意；故选D。
（1）连通器概念上端开口、底部相连通的容器叫作连通器。注意连通器的特征：底部互相连通；容器上端都开口；与形状无关。
（2）连通器原理①实验探究 如图所示，将一个漏斗与一根玻璃管下端用橡皮管连在一起，管中注入适量的水，做成一个连通器，当在连通器中注入水后，就可以研究连通器的特点。
在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高、降低或倾斜，待水面静止时观察两筒中水面高度。发现在连通器中加水，当水静止时，两筒中水面总是相平。
连通器原理：向连通器注入同种液体，当液体静止时，连通器各部分中的液面总是相平的。
注意液面相平的条件：连通器中只有一种液体；液体不流动。
为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的？①研究方法：“理想模型”法。如图所示，设想在U形管连通器的底部有一“液片”AB，以该“液片”为研究对象。该“液片”把液体分为左、右两部分，该液片要受到两边液体的压力。
液体静止，液片处于平衡状态
水平方向，液片受力平衡 F左=F右
得出h左=h右，液片两侧液柱高度相等
②连通器液面相平原理
各容器中液面的高度相同
设液体密度为ρ、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h左和h右.
茶壶的结构是上端开口，下部连通，构成一个连通器，因此是利用连通器特点工作的。根据同种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知，当壶内盛满水，从水面茶嘴位置就可以倒出来了。
锅炉水位计也叫液位计（水位表），是用来观察液位高低的。锅炉的锅筒是一个大容器，水位计是一个小容器，两个容器构成一个连通器，当将两者连通后，水位必定在同一高度上，所以水位表上显示的水位高度是锅筒的实际水位。
U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下水管进入洗手间内，如图所示。
储水槽与饮水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，如图所示。
在牲畜饮水时，饮水槽里面的水位下降，储水槽里的浮球随之下降。通过杠杆使阀门向上升起，使水从水管中流出，补充进水槽中。
当水槽里水面升高时，浮球也随之升高，通过杠杆带动阀门下降，关闭阀门，使水停止流入水槽。
水塔和自来水管道构成连通器，水塔中的水位比水龙头处高，打开水龙头时由于水位要保持相平，水便从水龙头处流出。
想一想：三峡大坝横断江底，高185米，长2309.5米，是世界上最大的水力发电站，但也带来了航运方面的问题，那万吨巨轮是怎样翻过三峡大坝的呢？
原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸，下面我们一起看看轮船是怎样“翻过”大坝的。
上游闸门、下游闸门、上游阀门、下游阀门、闸室（相当于蓄水池）。
如图所示。当上游船只到达时，打开上游阀门，闸室与上游水道构成了一个连通器，上游的水进入闸室；
待闸室与上游水画相平，先打开上游闸门，让船进入闸室，再关闭上游阀门和闸门。按照同样的程序操控下游阀门和闸门，就可以让船只平稳驶到下游。想一想：船只从下游驶往上游，应该如何操控各个阀门和闸门?
动画演示——《船闸工作原理》
③长江三峡的连续阶梯式船闸
我国长江三峡水利枢纽工程举世闻名。三峡大坝蓄水后的上下游水位差最大可达40层楼的高度。为保障船舶顺利通行，工程技术人员设计了阶梯式船闸和电梯式船闸两种，让“大船爬楼梯，小船乘电梯”。图所示是双线五级连续阶梯式船闸。
【例题4】如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中不正确的是（ ）A．存水杯装满水时，存水杯是连通器B．当存水杯装满水时，地面上的水被扣碗挡住不能流进下水道C．扣碗的作用是隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内D．若地面有足够的水进入存水杯，则当水不再流动时，水面能达到的最高高度是位置
A．根据地漏的结构图可知，存水杯上端开口，底部连通，属于连通器；故A正确，不符合题意；BC．由连通器原理可知，扣碗的作用是：当存水杯装满水时，地面上的水可以流进下水管，隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内；故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．根据地漏的结构图可知，左右两个容器连通，上端开口，当水不再流动时，水面保持相平，所以水面能到达的最高高度是位置 的高度，故D正确，不符合题意。故选B。
【例题5】如图轮船由上游通过船闸驶往下游的情况：首先关闭阀门_____（用字母表示），打开阀门A，闸室和上游水道构成了一个_______。当闸室水面与上游水面相平后，打开闸门，船驶入闸室。当闸室水面下降到和下游水面相平时，打开闸门____，船驶向下游。
如图轮船由上游通过船闸驶往下游的情况：首先关闭阀门B，打开阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器；当闸室水面与上游水面相平后，打开闸门，船驶入闸室。当闸室水面下降到和下游水面相平时，打开闸门D，船驶向下游。
①液体对容器底、容器壁和浸在其中的物体都有压强。②液体内部各个方向都有压强；同一深度，压强相等；深度增大，压强增大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。③大小：p=ρgh h表示深度，即液面到某点的竖直距离；ρ表示液体密度。液体内部压强的大小只与液体密度和深度有关，与液体的质量、体积、容器的底面积、形状均无关。①连通器：上端开口、底部相连通的容器叫作连通器。②连通器原理：向连通器注入同种液体，当液体静止时，连通器各部分中的液面总是相平的。③连通器应用：茶壶、船闸等。
1. 如图所示，水坝的下部总要比上部建造得宽一些。这是为什么?
因为液体内部压强随深度的增大而增大，对于相同面积，水坝下部受到的压力比上部大，所以下部要建得宽一些.
2. 帕斯卡曾做过著名的“裂桶实验”：如图所示，在一个密闭、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子，然后从上方往管子里灌水。结果，只灌了几杯水，桶竟裂开了。请说明其中的道理。
液体压强与液体密度和深度有关，根据帕斯卡做的“裂桶实验”可知，由于管很细，所以倒入几杯水后，细管中水的深度很大，而使水对木桶产生很大的压强，木桶被压裂。
3. 观察卫生间、厨房里的水池，它们的排水管都有一段是弯曲的，如图所示。弯曲部分的作用是什么?
上端开口、底部连通的容器叫连通器，由图可知洗手池下水管属于连通器，U形管总是会有水的，这样可以隔绝下水道往上反的臭味，故有防臭作用。
1．小刚想研究液体内部是否存在压强，他将上端开口底端封有橡皮膜的玻璃管缓慢放在液体中，如图甲所示。橡皮膜向____（选填“上”或“下”）方凸起发生形变，说明液体内部存在压强；橡皮膜的形变程度可以反映某点的压强大小，但橡皮膜的形变程度变化并不明显，怎么把微小变化放大？
小刚利用如图乙所示的微小压强计，将橡皮膜的形变传递给橡胶管中的空气，进而传递给玻璃管中的液体。通过观察__________来反映橡皮膜形变程度，从而显示液体压强大小。
上端开口底端封有橡皮膜的玻璃管放在液体中，液体对橡皮膜产生向上的压强，因此橡皮膜向上凸起发生形变。液体对橡皮膜产生压强，压缩橡胶管中的空气，从而使U形管的液面发生变化，产生高度差，故通过观察U形管中液面高度差来反映橡皮膜形变程度，显示液体压强大小。
2. 图为船闸工作示意图，阀门B关闭时，打开阀门A，则（　）A．闸室与上游构成连通器B．闸室与下游构成连通器C．闸室中的水位逐渐下降D．闸室中的水位保持不变
阀门B关闭时，打开阀门A时：A．闸室与上游的上端均开口，底部相连通，构成连通器，故A符合题意；B．闸室与下游，底部没有连通，不满足连通器的特点，故B不符合题意；CD．闸室中的水位逐渐上升，最终与上游水位保持相平，故CD不符题意。
3. 如图所示，U形管一侧盛有煤油，另一侧盛有水（ρ煤油