9.2液體的壓強（導學案）【學習目標】1.經歷探究液體壓強的特點的實驗過程，認識液體壓強與液體深度和密度的關系，能準確陳述液體壓強的特點。會利用液體壓強的特點解釋有關現象。2.能熟練寫出液體壓強公式，并能進行簡單計算。3.能說出連通器的特點，并能舉出一些常見連通器的實例。【學習重點】液體壓強的特點和液體壓強的大小。【學習難點】應用液體壓強特點和液體壓強公式解決實際問題。【自主預習】閱讀教材，完成以下問題：1．壓強計：是測量液體內部的器材；放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體的壓強越大，U形管左右兩側液面越大。2.液體壓強的特點：在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強大小；深度越大，壓強越；液體內部壓強的大小還與液體的有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。3.液體壓強的大小：p＝。由該式可知：液體壓強的大小只與液體的和液體的有關,而與液體的體積、質量，與浸入液體中物體的密度（選填“有關”或“無關”）。4．連通器上端、下端的容器叫作連通器。特點是：當液體不流動時，連通器各部分容器中液面的高度總是的。生活中常見的連通器，例如茶壺、鍋爐水位計等它們都是利用連通器的特點來實現自己的功能的。請你再舉一些連通器的實例：、等。【合作探究】探究一、液體壓強的特點1.液體內部向各個方向都有壓強（1）現象探究①實驗一：如圖所示，有一個兩端開口的玻璃圓筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原來與筒口相平，當倒入水后，橡皮膜會向下凸出。表明水對容器的有向下的壓強。②實驗二：在開口的礦泉水瓶上扎個小孔，水從小孔噴出的情況如圖甲所示，液體能從礦泉水瓶側壁的孔噴出，表明水對容器有壓強。如圖乙所示，將底部和側壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中，觀察橡皮膜的變化情況。實驗中豎直向下按壓瓶子時，底部和側壁的橡皮膜向瓶內凹，表明水內部向各個都有壓強。甲乙（2）實驗結論：液體內部向各個方向都有壓強。（3）液體產生壓強的原因：液體受到重力，對容器底部有壓力，所以會產生壓強；液體具有流動性，所以對容器側壁有壓強。2.探究液體壓強與哪些因素有關【進行猜想】由上圖甲中的實驗可以看到，容器中液面的深度不同，從容器側壁孔中噴出的液體射得距離不同，由此想到液體壓強的大小可能與有關。如下圖所示，同樣的兩個容器，分別裝滿水和酒精，水比酒精重，所以水比酒精對容器底部的壓強更大，由此想到液體壓強的大小可能與液體的有關。【實驗器材】U形管壓強計、盛水容器、硫酸銅溶液等。（1）U形管壓強計①作用：測量液體內部壓強。②構造：觀察圖可知，液體壓強計主要由U形管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構成）三部分組成。（3）原理：放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發生形變，U形管左右兩側液面就會產生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小，液面的高度差越大，壓強越大。這運用了科學方法中的法。（4）壓強計的使用，應注意三點①實驗前應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，觀察壓強計U形管兩側液面的高度差是否發生變化，如果變化，說明不漏氣；如果不變，說明漏氣，則要查出原因，加以修整。②當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時，U形管中的液面應該是相平的，若出現高度差，需要將橡皮管取下，再重新安裝。③不能讓壓強計U形管中液面的高度差過大，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。【設計實驗】（1）我們采用控制變量的方法來進行實驗探究，分別僅改變U形管壓強計的金屬盒的方向、深度或換用不同液體等，根據U形管兩管液面高度差的變化來研究液體壓強與哪些因素有關。（2）探究液體壓強與方向的關系：控制探頭深度和液體密度相同，改變U形管壓強計探頭的方向。（3）探究液體壓強與深度的關系：控制探頭方向相同、液體密度相同，増加深度。（4）探究液體壓強與液體密度的關系：控制探頭深度和方向均相同，換用不同的液體。【實驗步驟】操作1：保持U形管壓強計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。實驗現象：U形管液面的高度差Δh相等。操作2：保持液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變（水平向下），逐漸增加探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3操作3：把壓強計的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對某一方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現象：Δh水＞Δh酒精【分析論證】①由操作1可得出：在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強。②由操作2可得出：同種液體，液體內部的壓強隨的增加而增大。③由操作3可得出：液體內部的壓強跟液體有關。深度相同時，液體密度越大，液體內部的壓強越大。【實驗結論】大量實驗表明：在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強大小相等；深度越大，壓強越大；液體內部壓強的大小還與液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。【交流討論】【演示實驗】【實驗現象】4.與液體壓強有關的現象（1）在醫院輸液時，要把藥液提高到一定的高度。（2）修建水壩時上窄下寬；（3）我國“奮斗者”號潛水器下潛深度可達萬米。（4）潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。【例題1】如圖所示是用壓強計“研究液體內部的壓強”的實驗裝置。（1）在使用壓強計前，發現U形管左右兩側的水面有一定的高度差，如圖甲，其調節的方法是（選填“A”或“B”），使U形管左右兩側的水面相平；A．將右側支管中高出的水倒出B．取下軟管重新安裝（2）比較圖中的乙和丙圖，可以得到：液體的壓強與有關。比較圖中兩圖，可以得液體的壓強與液體密度有關。探究二、液體壓強的大小1.推導液體壓強計算公式用“理論推導法”推導。要想得到液面下某處的壓強，可以設想這里有一個水平放置的“平面”S。這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計算出液柱所受的重力是解決問題的關鍵。設想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。這個液柱體的體積：V=Sh這個液柱的質量：m=這個液柱對平面的壓力：F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的壓強：p== 因此，液面下深度為h處液體的壓強為p=2.理解液體壓強公式p=ρgh（1）壓強公式中的物理量及其單位ρ表示液體的密度，單位為千克/米3（kg/m3）h表示液體的深度，單位為米(m）g為常數，大小為9.8N/kgp表示液體在深度為h處的壓強，單位為帕（Pa）。公式中的物理量單位全部使用國際單位。（2）深度h：指液面到某點的豎直距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為cm，A點的深度為cm。（4）帕斯卡破桶實驗帕斯卡在1648年，曾經做了一個著名的實驗：他用一個密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細長的管子，從樓房的陽臺上向細管子里灌水。結果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了。【分析】由于細管子的容積較小，幾杯水灌進去，大大提高了水的，從而對水桶產生很大的壓強，這個壓強就對桶壁在各個方向產生很大的壓力，把桶壓裂了。“帕斯卡裂桶實驗”說明：同種液體產生的壓強取決于液體的，與液體的質量、重力等因素無關。【例題2】一個魚缸用隔板隔開兩半，分別裝入體積相等的淡水和海水（ρ淡水=1g/cm3，ρ海水=1.1g/cm3），兩邊水面相平，則（）A．a、b點的壓強相等 B．裝入水的質量相等C．裝入海水的質量較小 D．a點的壓強較大【例題3】有人說，設想你在萬米深的“奮斗者”號全海載人潛水器中把一只腳伸到外面的水里，海水對你腳背的壓力相當于2000個人所受的重力！”海水的壓力果真有這么大嗎？請通過估算加以說明。探究三、連通器1.連通器

（1）連通器的概念：上端、下端的容器叫作連通器。注意連通器的特征：底部互相連通；容器上端都開口；與形狀無關。（2）連通器的特點①實驗探究：如圖乙所示，將兩根玻璃管下端用橡皮管連在一起，管中注入適量的水，將其中一根玻璃管固定在鐵架臺上，手持另一根玻璃管，做成一個連通器，當在連通器中注入水后，就可以研究連通器的特點。在連通器中加水，保持一個管筒不動，使另一個管筒升高、降低或傾斜，待水面靜止時觀察兩筒中水面高度。發現當水靜止時，兩筒中水面總是相平。甲乙②連通器的特點：當液體不流動時，連通器各部分容器中液面的高度總是的。③利用液體壓強知識解釋連通器的特點如圖所示，想象在連通器底部液體中有一個豎直方向的很薄的液片，我們用它作為研究對象。液片兩側受到的壓力分別是F1和F2，液片靜止時，由二力平衡條件可知F1=F2。設液體密度為ρ、液片面積為S、連通器兩側液面的高度分別為h1和h2。則ρgh1S=ρgh2S，由此可得h1=h2。這表明當液體不流動時，連通器各部分容器中液面的高度總是相同的。2.連通器的應用（1）茶壺：茶壺的壺身與壺嘴構成，如果壺嘴太高，則倒不出水；如果壺嘴太低，則裝不滿水，如圖所示。（2）鍋爐水位計：能通過觀察水位計的玻璃管中的水位了解鍋爐內的水位，如圖所示。

（3）洗手間下水管：U形管存水彎頭是一個連通器，正常使用時應充滿水，阻礙下水道內的臭味從下水管進入洗手間內，如圖所示。（4）乳牛自動喂水器：儲水槽與飲水槽構成，水位不相平時水就能流動，使水槽內始終有水，如圖所示。

（5）水塔的供水系統：水塔和自來水管道構成，水塔中的水位比水龍頭處高，打開水龍頭時由于水位要保持相平，水便從水龍頭處流出。（6）過路涵洞：涵洞和兩側的水渠構成，引水灌溉時，渠水從路面下面的涵洞穿過公路，如圖所示。3．船閘【想一想】三峽大壩高185m，長2309.5m，是世界上最大的水力發電站，輪船是怎樣翻過三峽大壩的呢？原來，人們在三峽大壩側邊修建了一個巨大的連通器——船閘。（1）船閘的基本構造：船閘由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成（見甲圖）。（2）船閘的工作過程①一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。②自行分析輪船由下游通過船閘駛往上游的情況。（3）三峽船閘：三峽船閘總長1621m。是世界上最大的船閘。船只在船閘中要經過5個閘室使船體逐次升高（或降低）。每個閘室水位變化超過20m，因而三峽船閘的閘門非常高大，其首級人字閘門每扇門高近40m，寬近20m，如果平放在地面上，有兩個籃球場大。倘若門外的水壓在閘門上，設想有10萬人每人都用1000N的力來頂著門，也抵擋不住水的壓力，可見水對閘門壓力之大。為此，三峽船閘的閘門足足有3m厚，無愧是“天下第一門”。【例題4】下列各圖不屬于連通器的是（）ABCD【例題5】三峽大壩是我國的宏偉工程。（1）船閘是利用_______的原理工作的。如圖1是輪船開往下游時進入閘室后，欲到下游時的示意圖，下一步應先打開______，再打開_____。（選填“閥門A”“閥門B”“閘門C”或“閘門D”）（2）如圖2所示，大壩設計成了上窄下寬的形狀，原因是_______。【精講點撥】1.液體壓強公式P＝ρgh是經過理論推導得出的，但具有普遍意義，可以計算任意液體在某一深度的壓強。注意計算液體的壓強也可以用p=F/S。2.液體內部壓強壓強的特點（1）液體內部向各個方向都有壓強，并且在同種液體相同深度處向各個方向的壓強相等。（2）液體內某點的壓強只與液體的密度和該點的深度有關，與液體的質量、液體的體積、形狀等因素無關。3.理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究點到自由液面的豎直距離，不一定是高度，做題時一定要分清所給數據是深度還是高度。4.比較液體壓強大小的方法（1）同種液體：深度相同，壓強相等；深度不同，深度h越大，壓強p越大。（2）不同液體：深度相同，密度ρ越大，壓強p越大；深度不同，根據p=pgh判斷。5.連通器液面相平的條件：連通器里只有同種液體且液體靜止。連通器里如果盛有兩種不同液體時，液面不相平。各種連通器都是利用連通器的特點來實現自己的功能的。【歸納整理】第2節液體的壓強【課堂練習】1．如圖所示，裝有水的塑料袋底部發生了形變，這是因為水受到力的作用，從而對塑料袋底部產生壓強；若用手擠壓袋子的側壁，放手后塑料袋恢復原狀，這是因為液體具有性，所以對塑料袋側壁也產生了壓強：在水中不同位置的Ａ、Ｂ兩點，受到水的壓強較大的是點處。2.3．同種液體內部的壓強隨的增加而增大。如圖所示，容器中盛有水，則A處的深度是cm，B處水產生的壓