初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)9.2 液體的壓強(qiáng)導(dǎo)學(xué)案

這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)9.2 液體的壓強(qiáng)導(dǎo)學(xué)案，共12頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)難點(diǎn)，自主預(yù)習(xí)，合作探究，提出問題，猜想和假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 經(jīng)歷探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)過程，認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)與液體深度和密度的關(guān)系，能準(zhǔn)確陳述液體壓強(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. 能描述壓強(qiáng)概念的建立過程。能熟練寫出壓強(qiáng)公式、單位，并能用壓強(qiáng)公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
3. 能說出連通器的特點(diǎn)，并能舉出一些常見連通器的實(shí)例。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)的大小。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
應(yīng)用液體壓強(qiáng)特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)公式解決實(shí)際問題。
【自主預(yù)習(xí)】
閱讀教材，完成以下問題：
1．液體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因：液體受到 作用，對(duì)支持它的容器底部有壓強(qiáng)；液體具有 ，對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。
2.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：①液體對(duì)容器 和 有壓強(qiáng), 液體內(nèi)部向 都有壓強(qiáng);
②在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都 。
③深度越深，壓強(qiáng)越 。
④液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的 有關(guān)，在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
3.液體壓強(qiáng)的公式：P＝ 。由該式可知：液體壓強(qiáng)的大小只與液體的 和液體的 有關(guān), 而與液體的體積、質(zhì)量 ；與浸入液體中物體的密度 （以上均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
4．連通器：上端 、下端 的容器。特點(diǎn)：連通器里的液體 時(shí), 各容器中的液面總 , 即各容器的液體深度總是 。
【合作探究】
探究一、液體的壓強(qiáng)特點(diǎn)
【想一想】液體對(duì)容器底有壓強(qiáng)嗎？對(duì)容器側(cè)壁也有壓強(qiáng)嗎？液體的內(nèi)部存在壓強(qiáng)嗎？
【做一做】①如圖所示，把橡皮膜扎在兩端開口的玻璃管的一端，通過橡皮膜的形變（凸出）程度來研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)。橡皮膜向下凸出，表明受到了水一個(gè)向下的壓強(qiáng)，即液體內(nèi)部有向 的壓強(qiáng)。

【做一做】②如圖2所示，在裝有紅墨水的飲料瓶的四周側(cè)壁上鉆幾個(gè)小孔，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從這些小孔中噴射出來，說明液體對(duì) 有壓強(qiáng)。
圖2 圖3 圖4

【做一做】③如圖3所示，選取一柱狀容器，在容器口插入膠管(或玻璃管)，分別在容器的上表面、側(cè)面和底部鉆孔。先用膠帶封住這些小孔，再將水沿管注入容器中，讓水面高出容器口一段高度，同時(shí)扯下膠帶，觀察水噴射的情況。水從底部流出，說明液體內(nèi)部有向下的壓強(qiáng)；水從容器側(cè)壁的孔中噴出，說明液體對(duì)側(cè)面有壓強(qiáng)；容器上表面有水向上噴出，說明液體內(nèi)部也有向 的壓強(qiáng)。
【做一做】④將底部和側(cè)壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中(圖4)，觀察橡皮膜的變化情況。實(shí)驗(yàn)中豎直向下按壓瓶子時(shí)，底部和側(cè)壁的橡皮膜向瓶?jī)?nèi)凹，表明水對(duì)塑料瓶底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)。
通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
液體內(nèi)部向各個(gè) 都有壓強(qiáng)。
探究二、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
1. 實(shí)驗(yàn)——探究影響液體壓強(qiáng)的因素
【提出問題】液體壓強(qiáng)的大小可能與哪些因素有關(guān)？
【猜想和假設(shè)】
猜想1：潛水越深，需要的裝備越堅(jiān)固，液體壓強(qiáng)的大小可能與 有關(guān)。
猜想2：水越多，重力越大，液體壓強(qiáng)的大小是否與液體的 有關(guān)？
猜想3：液體壓強(qiáng)的大小是否與液體內(nèi)部的方向有關(guān)？
………
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）實(shí)驗(yàn)器材：U形管壓強(qiáng)計(jì)、鐵架臺(tái)、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。
實(shí)驗(yàn)器材及組裝 U形管壓強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造
（2）U形管壓強(qiáng)計(jì)
①作用：測(cè)量液體內(nèi)部 的儀器。
②構(gòu)造：U形玻璃管（內(nèi)有紅色水柱）、探頭（表面扎有橡皮膜的塑料盒）、橡皮管等。
③原理： 放在液體里的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形管左右兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生高度差， 的大小反映了橡皮膜所受的壓強(qiáng)的大小，這運(yùn)用了物理科學(xué)方法中的 法。
（3）實(shí)驗(yàn)過程：
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，觀察并記錄U形管液面的高度差。
②控制液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向不變，逐漸改變探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。
③把壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入鹽水中，控制探頭的深度不變、在鹽水中的方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
操作1：保持U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度 ；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 。

操作2：保持液體的種類不變（水）、探頭在水中的方向 （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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面高度差Δh1 Δh2 Δh3（選填“＜”或“＞”）。

操作3：把壓強(qiáng)計(jì)的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對(duì)某一方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：Δh水 Δh酒精（選填“＜”或“＞”）。

【分析論證】
①由操作1可得出：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng) 。
②由操作2可得出：同種液體，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而 。
③由操作3可得出：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體 有關(guān)。深度相同時(shí)，密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越大。
【歸納結(jié)論】
2. 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
①在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都 。
②深度越深，壓強(qiáng)越 。
③液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的 有關(guān)，在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
【交流討論】
（1）探究中用到的方法：
①轉(zhuǎn)換法：通過觀察U形管兩液柱的 來比較壓強(qiáng)的大小。
②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。
（2）U形管壓強(qiáng)計(jì)只能比較壓強(qiáng)的大小， 測(cè)量壓強(qiáng)的大?。ㄟx填“能”或“不能”）。
（3）探究液體的壓強(qiáng)與液體質(zhì)量的關(guān)系
【演示實(shí)驗(yàn)】如下圖所示，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。
結(jié)論：等質(zhì)量的水對(duì)底部的壓強(qiáng) ，液體壓強(qiáng)的大小與液體質(zhì)量 （選填“有關(guān)”或“無關(guān)”），與液體深度有關(guān)，深度越大，壓強(qiáng)越 。
探究液體的壓強(qiáng)與
液體質(zhì)量的關(guān)系
3. 與液體壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象
【列舉生活中的事例】
①在醫(yī)院輸液時(shí)，要把藥液提高到一定的高度。②修建水壩時(shí)上窄下寬；③“蛟龍”號(hào)潛水器下潛深度最大為7062米。
④潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。

【例題1】在“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素”實(shí)驗(yàn)中，小華實(shí)驗(yàn)時(shí)的情形如圖所示，四幅圖中燒杯內(nèi)的液面相平。
(1)壓強(qiáng)計(jì)是通過U形管________來顯示橡皮膜所受壓強(qiáng)的大小的。
(2)比較圖_______，可以初步得出結(jié)論：在同種液體中，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
(3)保持金屬盒在水中的深度不變，改變它的方向，如圖乙、丙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以初步得出結(jié)論：_______。
(4)比較圖乙和圖丁，能初步得出液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)嗎?

探究三、液體壓強(qiáng)的大小
1. 研究方法——“理論推導(dǎo)法”
要想得到液面下某處的壓強(qiáng)，可以設(shè)想這里有一個(gè)水平放置的“平面”S。這個(gè)平面以上的液柱對(duì)平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問題的關(guān)鍵。
計(jì)算這段液柱對(duì)“平面”產(chǎn)生的壓強(qiáng)，就能得到液面下深度為h處的壓強(qiáng)。

2. 推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的大小
設(shè)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(gè)液柱體的體積：V= .
這個(gè)液柱的質(zhì)量： m=ρV= .
這個(gè)液柱對(duì)平面的壓力：F=G=mg=ρVg= .
平面S受到的壓強(qiáng)： p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh ,S)= .
因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為
液體的壓強(qiáng) p= .
3.進(jìn)一步理解 p=ρgh
①壓強(qiáng)公式中的物理量及其單位
ρ表示液體的密度，單位為 （kg/m3）
h表示液體的深度 ，單位為 (m）
g為常數(shù)，大小為9.8N/kg
P表示液體在深度為h處的壓強(qiáng)，單位為 （Pa）。公式中的物理量單位全部使用國(guó)際單位。
②深度h：指液面到某點(diǎn)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(diǎn)的深度為 cm。

③影響液體壓強(qiáng)大小的因素：
根據(jù)P=ρgh可知：液體內(nèi)部壓強(qiáng)只跟液體 和 有關(guān)，與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。
帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)：帕斯卡在1648年，曾經(jīng)做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長(zhǎng)的管子，從樓房的陽臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了。
【分析】由于細(xì)管子的容積較小，幾杯水灌進(jìn)去，大大提高了水的 ，能對(duì)水桶產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)。這個(gè)壓強(qiáng)就對(duì)桶壁在各個(gè)方向產(chǎn)生很大的壓力，把桶壓裂了。
“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”說明：同種液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)取決于液體的深度，與液體的質(zhì)量、重力等因素?zé)o關(guān)。
【例題2】有人說，“設(shè)想你在7 km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于1500個(gè)人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請(qǐng)通過估算加以說明。
探究四、連通器
1．連通器：上端 、下端 的容器叫做連通器。
連通器 連通器原理
2．連通器的特點(diǎn)：
連通器里裝同種液體，當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分中的液面總是 的。
【想一想】為什么當(dāng)液體靜止時(shí)，連通器中的各個(gè)部分液面總是相平的。
【分析】在連通器中，設(shè)想在容器底部連通的部分有一“液片AB”；
液體不流動(dòng)時(shí)：液片AB處于平衡狀態(tài)，液片兩側(cè)受到壓力相等：F1=F2
而F1=P1S F2=P2S 所以液片兩側(cè)受到壓強(qiáng)相等：p1=p2
又因p1 = p2 = ； ρgh1 =ρgh2 所以h1 h2， 即：兩管液面相平。
3.連通器的應(yīng)用：
乳牛自動(dòng)喂水器
茶壺
鍋爐水位計(jì)

茶壺、鍋爐水位計(jì)、乳牛自動(dòng)喂水器等都是根據(jù)連通器的原理來工作的。
4．三峽船閘
三峽大壩橫斷江底，高185米，長(zhǎng)2309.5米，是世界上最大的水力發(fā)電站，但也帶來了航運(yùn)方面的問題，那萬噸巨輪是怎樣翻過三峽大壩的呢？
討論交流：一艘輪船由上游通過船閘往下游的過程。
甲：關(guān)閉下游閥門B，打開上游閥門A，閘室和上游水道構(gòu)成了一個(gè) .
乙：閘室水面上升到和上游水面 后，打開上游閘門，船駛?cè)腴l室.
下游閘門 閘室 上游閘門

丙：關(guān)閉上游閘門C和閥門A，打開下游閥門B，閘室和下游水道構(gòu)成了一個(gè) .
丁：閘室水面下降到跟 游水面相平后，打開下游閘門D，船駛向下游.

三峽大壩的雙線五級(jí)船閘，它全長(zhǎng)6.4公里，船閘上下落差達(dá)113米，船舶通過船閘要翻越40層樓房的高度，規(guī)模舉世無雙，是世界上最大的船閘。
【例題3】三峽船閘是世界上最大的人造連通器。如圖是輪船通過船閘的示意圖，此時(shí)上游閥門A打開，下游閥門B關(guān)閉。下列說法正確的是（ ）

A．閘室和上游水道構(gòu)成連通器， 水對(duì)閥門A兩側(cè)的壓力相等
B．閘室和上游水道構(gòu)成連通器，水對(duì)閥門A右側(cè)的壓力大于左側(cè)的壓力
C．閘室和下游水道構(gòu)成連通器， 水對(duì)閥門B右側(cè)的壓力大于左側(cè)的壓力
D．閘室和下游水道構(gòu)成連通器， 水對(duì)閥門B兩側(cè)的壓力相等
【精講點(diǎn)撥】
1. 液體壓強(qiáng)公式P＝ρgh是經(jīng)過理論推導(dǎo)得出的，但具有普遍意義，可以計(jì)算任意液體在某一深度的壓強(qiáng)。當(dāng)然計(jì)算液體的壓強(qiáng)也可以用 P=F/S。
2. 計(jì)算液體對(duì)容器的壓力時(shí)，一般先由公式P＝ρgh算出壓強(qiáng)，再由公式 P=F/S，得到壓力 F=PS。
3. 連通器里如果盛有兩種不同液體時(shí)，液面不相平。
【歸納整理】
液體壓強(qiáng)的大小
計(jì)算公式：P=ρgh
ρ表示密度，單位千克/米3（kg/m3）
h表示深度，單位為米（m）
P表示壓強(qiáng)，單位為帕（Pa）
液體內(nèi)部壓強(qiáng)只跟液體密度和深度有關(guān)，與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。
①連通器：上端開口、下端連通的容器。
②連通器原理：連通器里裝同種液體，當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，
連通器各部分中的液面高度總是相平的。
③連通器的應(yīng)用：船閘、茶壺、鍋爐水位計(jì)、回水彎、
牲畜自動(dòng)飲水器等。
連通器
液體的壓強(qiáng)
①在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
②深度越深，壓強(qiáng)越大。
③液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān)，
在深度相同處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
液體壓強(qiáng)
的特點(diǎn)

【課堂練習(xí)】
1．如圖1所示，平靜的湖中，下列哪處水的壓強(qiáng)最大（ ）
A. a B．b C．c D．d
圖1 圖2
2. 如圖2所示，容器中盛有水，A點(diǎn)處壓強(qiáng)pA＝_____Pa，B點(diǎn)處壓強(qiáng)pB＝_____Pa，水對(duì)容器底的壓強(qiáng) p＝_______Pa。 (g取10 N/kg)
3．如圖3所示，一個(gè)空塑料藥瓶，瓶口扎上橡皮膜，瓶口朝下豎直地浸入水中，橡皮膜受到了水向_____的壓強(qiáng)，大小為_____Pa?（g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）?
圖3 圖4

4. 如圖4裝置中，兩端開口的U型管裝有一定量的水，將A管稍向右傾斜，穩(wěn)定后A管中的水面將 （ ）
A．高于B管中的水面 B．低于B管中的水面
C．與B管中水面相平 D．均有可能
5. 下列各圖所示事例中沒有利用連通器原理工作的是 （ ）

6．如圖所示，放在水平桌面上的兩個(gè)容器分別裝有相同高度的純水和鹽水（ρ鹽水＞ρ水），液體中a、b、c三點(diǎn)（其中b、c兩點(diǎn)在同一水平面上）壓強(qiáng)大小的關(guān)系是 （ ）
A. pa＞pb＞pc B．pc＞pb＞pa C. pb＞pa＞pc D．pc＞pa＞pb

7. 裝有一定量水的細(xì)玻璃管斜放在水平桌面上，如圖5所示，g取10 N/kg，則此時(shí)水對(duì)玻璃管底部的壓強(qiáng)為（ ）
A．800 Pa B．8000 Pa C．1000 Pa D．10000 Pa
圖5 圖6
8. 如圖6所示，用隔板將容器分成左、右兩部分，隔板下部有一個(gè)圓孔用薄橡皮膜封閉。當(dāng)在容器左、右兩部分注入不同深度的水時(shí)（水面位置如圖中虛線所示），橡皮膜發(fā)生了形變，形變情況是向______側(cè)凸起；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______。
9. 潛水艇深潛到104m的海底時(shí)，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)一條長(zhǎng)約30cm扁的深海魚在海底游動(dòng)。（海水密度取ρ=1.03×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）求海水對(duì)這條魚的壓強(qiáng)。
（2）這條魚的形狀為什么是扁的？若將這條魚拿出水面后會(huì)怎樣？
10. 在“探究液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用了圖（a）所示的裝置，該裝置叫做 ；若用手按壓金屬盒上的橡皮膜，U形管中液面將 （選填“相平”或“不相平”）。將金屬盒分別放入鹽水中的不同位置處，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖（b）、（c）和（d）所示，
這說明：同種液體內(nèi)部 。若探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與方向的關(guān)系，則要_________。

11．如圖所示，用微小壓強(qiáng)計(jì)探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)(ρ鹽水＞ρ水)。
①實(shí)驗(yàn)中，將液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的_______來表示。
②為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，U形管中最好用____(選填“有色”或“無色“)液體。
③將探頭放在圖2中液體內(nèi)部的A、B位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB＞hA，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨____的增加而增大。

④將探頭放在圖2中液體內(nèi)部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC______(選填“＜”、“＝”或“＞”)hB，這是為了研究液體壓強(qiáng)與液體______的關(guān)系。
⑤由以上實(shí)驗(yàn)可知圖2液體內(nèi)部A、B、C、D四個(gè)位置中壓強(qiáng)最大的是位置____。
【課后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問題？