初中物理人教版八年級下冊9.2 液體的壓強學(xué)案

這是一份初中物理人教版八年級下冊9.2 液體的壓強學(xué)案，共8頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標，學(xué)習(xí)重點，學(xué)習(xí)難點，自主預(yù)習(xí)，合作探究，精講點撥，歸納整理，當(dāng)堂練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
【學(xué)習(xí)目標】
1．認識液體對容器底、側(cè)面及液體內(nèi)部有壓強，能準確陳述液體壓強的特點
2. 認識液體壓強與液體深度和密度的關(guān)系，會用液體壓強的特點解釋有關(guān)現(xiàn)象
3．能熟練寫出液體壓強公式，并能進行簡單的計算
4. 知道連通器原理及生活中連通器的應(yīng)用
【學(xué)習(xí)重點】：
1．通過探究實驗理解液體內(nèi)部壓強的特點
2．液體壓強的特點和液體壓強的計算
【學(xué)習(xí)難點】：
1．探究影響液體內(nèi)部壓強大小的因素
2．應(yīng)用液體壓強的特點和液體壓強公式解決實際問題
【自主預(yù)習(xí)】
1．液體壓強產(chǎn)生原因：液體受到重力作用，對支持它的容器底部有壓強；液體具有流動性，對容器側(cè)壁有壓強。
2.液體壓強的特點：(1)液體對容器底部和側(cè)壁有壓強, 液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強;
(2)各個方向的壓強隨著深度增加而增大;
(3)在同一深度,各個方向的壓強是相等;
(4)在同一深度,液體的壓強還與液體的密度有關(guān)，液體密度越大, 壓強越大。
3.液體壓強的公式：P＝ρgh。液體壓強只與液體的密度和液體的深度有關(guān), 而與液體的體積、質(zhì)量無關(guān)。與浸入液體中物體的密度無關(guān)（深度不是高度）。
4．連通器：上端開口、下端連通的容器。
特點：連通器里的液體不流動時, 各容器中的液面總保持相平, 即各容器的液體深度總是相等。
【合作探究】
探究一：液體的壓強特點
問題1：液體對容器底有壓強嗎？
做一做：在一個兩端開口的玻璃管底端扎好橡皮膜，逐漸加水觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：沒加水時，橡皮膜是平的；當(dāng)水倒入后，底部橡皮膜向外凸出。
結(jié)論：液體由于受到重力的作用，而對支撐它的容器底部有壓強。
問題2：液體對容器底有壓強，對容器側(cè)壁也有壓強嗎？
做一做：在側(cè)壁有開口的玻璃管上扎好橡皮膜，逐漸加水觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：沒加水時，橡皮膜是平的；當(dāng)水倒入后，側(cè)壁的出水口處的橡皮膜向外凸出。
結(jié)論：液體由于具有流動性，會對阻礙它流散開的側(cè)壁有壓強。
問題3：液體對容器底和容器側(cè)壁都有壓強，它的大小與哪些因素有關(guān)呢？液體內(nèi)部有沒有壓強？
實驗：探究液體內(nèi)部壓強的特點
1.實驗器材：壓強計、水、鹽水、大燒杯、刻度尺
壓強計：
①作用：測量液體內(nèi)部壓強的儀器
②構(gòu)造：如圖可知，液體壓強計主要由U形管、橡膠管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成）三部分構(gòu)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(fā)生形變，U形管左右兩側(cè)液面就會產(chǎn)生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受的壓強的大小，這運用了物理科學(xué)方法中的轉(zhuǎn)換法。沒有用手壓探頭橡皮膜時，可以看到U形管兩端液柱沒有(選填“有”或“沒有”)高度差。用手輕壓探頭橡皮膜時，可以看到U形管兩端液柱有(選填“有”或“沒有”)高度差。手給橡皮膜的壓力越大，橡皮膜凹陷越深（即所受壓強越大），發(fā)現(xiàn)U形管兩端液柱的高度差越大(選填“越大”、“越小”或“不變”)
2．實驗步驟：
(1)把探頭放進盛水的容器中，注意觀察U形管中兩管液面的高度差。保持探頭在水中的深度不變，改變探頭的方向，看看液體內(nèi)部同一深度各方向的壓強是否相等；
現(xiàn)象：將探頭放進液體中，看到U形管兩端液柱存在高度差，說明液體對探頭橡皮膜有（選填“有”或“沒有”）壓強，改變探頭的方向，觀察到U形管兩側(cè)液面高度差不變。
結(jié)論：同種液體內(nèi)部同一深度，向各個方向的壓強都相等。
(2)增大探頭在水中的深度，看看液體內(nèi)部的壓強和深度有什么關(guān)系；
現(xiàn)象：觀察到U形管兩側(cè)液面高度差變大(選填“變大”或“變小”),經(jīng)過多次實驗,觀察到同樣的現(xiàn)象。
結(jié)論：同種液體內(nèi)部壓強，深度越深，壓強越大。
(3)換用鹽水，將壓強計的探頭置于鹽水和純水中的相同深度處，觀察U形管的液面高度差。
水 鹽水
現(xiàn)象：觀察U形管兩側(cè)液面高度差,在鹽水 (選填“鹽水”或“水”)中的高度差大。
結(jié)論：深度相同時，液體密度越大，液體內(nèi)部壓強越大。
歸納：液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強；在液體內(nèi)部的同一深度向各個方向的壓強都相等；深度越深，壓強越大；液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。
探究二：液體壓強的大小
1.液體內(nèi)部壓強的大?。?br>通過上述實驗探究，我們知道液體的壓強與液體的密度和深度有關(guān)，那么液體內(nèi)部壓強到底怎么計算呢？
要想知道液面下某處的壓強，可用模型法：設(shè)想該處有一個水平“平面”，這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力。計算液柱對平面的壓強：
設(shè)液體的密度是ρ，液柱截面積是S，液柱的高度為h.
設(shè)該平面在液面下的深度為h,平面的面積為S,則:
液柱的體積 : V＝__Sh__。
液柱的質(zhì)量: m＝ρ液Sh。
液柱對平面的壓力:F＝G＝_ρ液Shg。
平面受到的壓強: ρgh
因此，液面下深度為 h 處液體的壓強為：p=ρgh
2．液體壓強公式：的的理解和運用：
(1)應(yīng)用公式p=ρgh時，各個物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一取國際單位制。式中g(shù)取9.8N/kg或10N/kg，h的單位是m，ρ的單位是kg/m3，壓強p的單位是Pa。
②在液體內(nèi)部壓強公式中，h表示液體的深度。深度是指自由液面到計算壓強的那一點之間的豎直距離
.③從液體壓強公式p=ρgh可以看出，液體壓強只與液體的密度和深度有關(guān)，而與液體的體積、質(zhì)量、容器的形狀及地面面積無關(guān)。
④公式p=ρgh適用于靜止液體，不適用于固體、氣體和流動液體。
例題：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，海水對你腳背壓力的大小相當(dāng)于1 500個人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請通過估算加以說明。
解：因為是估算，海水密度取 ，g取10 N/kg.
腳背的面積近似取:
則7 km深處海水的壓強為：
腳背受的壓力為：
一個成年人的質(zhì)量約為60 kg，所受重力：
假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于n個成年人所受重力，則：.
估算結(jié)果表明，在7km的海底，水對腳背的壓力確實相當(dāng)于1500個人所受的重力。
探究三：連通器
1．連通器：上端開口、下端連通的容器叫做連通器。

2．連通器的特點：連通器里裝同種液體，當(dāng)液體不流動時，連通器各部分中的液面總是相平的。

3.為什么當(dāng)液體靜止時，連通器中的各個部分液面總是相平的?
如圖所示，在連通器中，設(shè)想在容器底部連通的部分有一“液片AB”：
液體不流動時：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)受到壓強相等：p1=p2 又因p1 =ρgh1 p2 =ρgh2； ρgh1 =ρgh2
所以h1=h2 。 即：兩管液面相平。
4.連通器的應(yīng)用：茶壺、鍋爐水位計、船閘等都是根據(jù)連通器的原理來工作的。
討論交流:一艘輪船由上游通過船閘往下游

甲： 打開上游閥門A，閘室和 乙：閘室水面上升到和上游水面相平后，
上游水道構(gòu)成了一個連通器. 打開上游閘門，船駛?cè)腴l室.

丙：打開下游閥門B，閘室和 ?。洪l室水面下降到跟下游水面相平后，
下游水道構(gòu)成了一個連通器. 打開下游閘門，船駛向下游.
【精講點撥】
1.使用液體壓強公式P＝ρgh時， P＝ρgh是液體壓強的專用公式，但對于置于桌面上的均勻材料組成的形狀規(guī)則的固體(圓柱體、正方體、長方體等)同樣適用。
2. P=F/S 是求壓強普遍適用的公式。當(dāng)容器是柱形的，柱形液體內(nèi)的壓強也可以根據(jù) P=F/S=G/S來計算。
連通器，上開口、底相連、同液體，不流動，等高低。
3.計算液體對容器的壓力時，一般先由公式P＝ρgh算出壓強，再由公式 P=F/S，得到壓力 F=PS 。
4.連通器里如果盛有兩種不同液體時，液面不相等。
【歸納整理】

【當(dāng)堂練習(xí)】
1.（2020株洲）豎直放置一礦泉水瓶子，并在側(cè)壁鉆A、B、C、D四個一樣大小的小孔，打開瓶蓋，往瓶中注滿水，水將從瓶孔噴出。水噴出速度最大的是從哪一個小孔噴出的（ ）
A．A孔 B．B孔 C．C孔 D．D孔
【答案】D
【解析】根據(jù)液體壓強的特點p=ρgh，密度一定時，深度越深壓強越大，故D孔水噴出速度最大，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。
2.（2020 畢節(jié)）下列說法中，錯誤的是（ ）
A. 小轎車使用安全帶和安全氣囊是為了減小慣性
B. 鞋底做有凹凸不平的花紋是為了增大有益摩擦
C. 高壓鍋煮食物熟得快是因為鍋內(nèi)氣壓高液體沸點高
D. 學(xué)校食堂的鍋爐和其外面的水位計組成一個連通器
【答案】A
【解析】A．慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，人的質(zhì)量不變，其慣性不變，故使用安全帶和安全氣囊不是為了減小慣性，而是為了減小由于慣性帶來的危害，故A錯誤，符合題意；
B．鞋底刻有凹凸不平的花紋是為了在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大有益摩擦，故B正確，不符合題意；
C．水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓增大時，水的沸點升高；煮食物時高壓鍋的氣壓比普通鍋內(nèi)的氣壓高，所以水沸騰時高壓鍋內(nèi)的溫度高于普通鍋內(nèi)的溫度，溫度越高，食物熟得越快，故C正確，不符合題意；
D．水位計上端和鍋爐爐身的上端都是開口的，底部是連通的，所以鍋爐與外面的水位計組成一個連通器，故D正確，不符合題意。故選A。
3.（2020遂寧）三峽大壩是集防洪、航運、發(fā)電于一體的世界最大水利樞紐，壩體高185m，最大蓄水深度175m，壩體建有多個泄洪深孔，每個泄洪深孔大小為63m2，通過開啟閘門泄洪，蓄滿水時深孔距水面平均深度30m，則每個泄洪深孔的閘門受到水的壓力是______N（g=10N/kg）。
【答案】1.89×107
【解析】由題意知，通過開啟閘門泄洪，蓄滿水時深孔距水面平均深度30m，此時泄洪深孔受到海水的壓強為：
因為，壩體建有多個泄洪深孔，每個泄洪深孔大小為63m2，則每個泄洪深孔的閘門受到水的壓力是：
4.（2020北京）如圖所示，用隔板將容器分成左、右兩部分，隔板下部有一個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（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______。
【答案】（1）左 （2）．液體壓強隨深度的增加而增大
【解析】 [1]由圖可知，到橡皮膜位置右側(cè)水的深度比左側(cè)水的深度大，橡皮膜向左凸起。
[2]根據(jù)p=ρgh，因為水的密度相等，右側(cè)水深度大，所以右側(cè)水對橡皮膜的壓強大，根據(jù)F=pS，因為受力面積相等，右側(cè)水對橡皮膜的壓強大，所以右側(cè)水對橡皮膜的壓力大，使得橡皮膜向左側(cè)凸起。
5.（2020宜昌）如下圖所示，一個空塑料藥瓶，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，大小為_____Pa?（g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）?
【答案】 (1). 上 (2). 1000
【解析】[1]液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，瓶口朝下豎直地浸入水中時，橡皮膜就受到了水向上的壓強。
[2]根據(jù)液體壓強公式，可知此處液體壓強的大小為：
6.（2020天水）在“探究液體壓強的特點”實驗中，小明進行了如下的猜想：
猜想一：液體內(nèi)部壓強大小可能與液體深度有關(guān)。
猜想二：液體內(nèi)部壓強大小可能與液體密度有關(guān)。
猜想三：液體內(nèi)部壓強大小可能與方向有關(guān)。
為了驗證以上猜想，小明進行了如圖所示的操作：
（1）實驗過程中探頭受到的液體壓強大小是通過_______________________反映的。
（2）為了驗證猜想一，應(yīng)選擇________兩組實驗對比，可初步驗證出猜想一是正確的。
（3）探究液體壓強與液體密度的關(guān)系時，對比乙、丙兩組實驗，小明可得出的結(jié)論是：當(dāng)液體深度相同時，液體的密度越大，液體的壓強就越________。
【答案】 (1).U形管兩邊液面的高度差 (2). 甲、乙 (3). 大
【解析】(1)[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實驗過程中探頭受到的液體壓強大小是通過U形管兩邊液面的高度差反映的。
(2)[2]為了驗證猜想一，即研究液體內(nèi)部壓強大小可能與液體深度有關(guān)，要控制液體密度相同，故應(yīng)選擇甲、乙兩組實驗對比，可初步驗證出猜想一是正確的。
(3)[3]探究液體壓強與液體密度的關(guān)系時，對比乙、丙兩組實驗，丙中U形管兩邊液面的高度差大，小明可得出的結(jié)論是：當(dāng)液體深度相同時，液體的密度越大，液體的壓強就越大。
【課后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些不足，有什么體會。