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第九章 压强
第2节 液体的压强（2）
八年级物理下册 人教版
第2节 液体的压强
第2节
液体的压强（2）
连通器
液体产生的压力分析
①能说出连通器的特点，并能举出一些常见连通器的实例。
②知道液体产生的压力特点，会分析计算有关问题。
第2节 液体的压强
课堂引入
学习了连通器原理就知道其中的奥妙，今天我们继续学习液体的压强。
当今世界最大的水利发电工程——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？
第2节 液体的压强
连 通 器
一、连通器
①连通器：上端开口、下端连通的容器叫连通器。
连通器
特点:
底部互相连通；
实验用连通器
U型管连通器
自制连通器
容器上端都开口；
与形状无关。
一、连通器
把两个注射器筒用胶管连接，拔去活塞，就做成一个简易连通器。当在连通器中注入水后，就可以研究连通器的特点。
②实验—探究连通器的特点：
实验探究：在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高或下降，待水面静止时观察两筒中水面高度。
管筒升高
管筒降低
现象：在连通器中加水，当水静止时，两筒中水面总是相平。
一、连通器
一、连通器
连通器里装入同一种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。
连通器中液面相平的条件：
连通器中只有一种液体；液体不流动。
③连通器原理：
一、连通器
视频演示——《连通器特点》
一、连通器
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。
A
B
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。
一、连通器
F左
F右
液体静止，液片AB处于平衡状态
水平方向，液片
受力平衡，F左=F右
液片两侧压强
相等，即 p左=p右
液片两侧液柱高度
相等，即 h左=h右
h右
h左
ρgh左=ρgh右
②连通器液面相平原理：
一、连通器
视频演示——《连通器原理》
一、连通器
①茶壶
茶壶的结构是上端开口，下部连通，构成一个连通器，因此是利用连通器原理工作的。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，水面茶嘴位置就可以倒出来了。
②水位计
一、连通器
水位计也叫液位计（水位表），是用来观察液位高低的。
锅炉水位计又称水位表，水位表的工作原理是两个容器的连通器原理。锅炉的锅筒是一个大容器，水位计是一个小容器，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。
水位计
水平仪
在房屋装修时，需在墙上画水平线，工人师傅常拿一根装有水的长透明塑料软管（实际上就是简单的水平仪），贴着墙面在软管两端的水面处作出标记，将标记连成直线，即得到一条水平线。如图所示，他们在做标记时用到了物理学中 的知识。
连通器原理
③水平仪
一、连通器
装有水的长透明塑料软管，实际上就是连通器。根据连通器原理，当液体不流动时，各容器中的液面相平，所以可以得到水平线。
下水管的哪部分是连通器？回水弯有什么作用？
④下水管道中的U形水管
一、连通器
下水管的U形“反水弯”是一个连通器，阻挡下水道的臭气进入室内
牲畜自动饮水器两边的储水槽和饮水槽构成了一个连通器。
⑤自动饮水器
一、连通器
在牲畜饮水时，饮水槽里面的水位逐渐下降，储水槽里的浮球也随之下降。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。
一、连通器
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。
一、连通器
①船闸的基本构造
上游
下游
闸室
下游闸门A
上游闸门B
上游阀门B
下游阀门A
一、连通器
②船闸的工作过程
当轮船从下游驶向上游时，A阀门打开，闸室与下游构成一连通器，闸室里的水位下降，最后与下游水面相平。
闸室
下游
上游
轮船驶入方向
下游
上游
此时A闸门打开，船只驶入闸室。
一、连通器
轮船驶入方向
上游闸门B
上游阀门B
船只驶入闸室后，下游A阀门、A闸门关闭。上游B阀门打开，此时闸室与上游构成一连通器，闸室里水位升高，最后与上游水面相平。
此时上游闸门B打开，轮船就可以直接驶向上游了。
下游闸门A
下游阀门A
一、连通器
视频欣赏——《船闸工作原理》
一、连通器
三峡大坝的双线五级船闸，它全长6.4公里，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度，规模举世无双，是世界上最大的船闸。
③三峡船闸
五级船闸示意图
一、连通器
视频欣赏：三峡大坝中的船闸
三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图是轮船通过船闸的示意图，此时上游阀门A打开，下游阀门B关闭。下列说法正确的是（ ）
A．闸室和上游水道构成连通器， 水对阀门A两侧的压力相等
B．闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C．闸室和下游水道构成连通器， 水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D．闸室和下游水道构成连通器， 水对阀门B两侧的压力相等
A
四、课堂练习
图中，上游阀门A打开，下游阀门B关闭，闸室和上游水道构成连通器，当水静止时，两侧水深相同，水对阀门A两侧的压力相等，故A正确，B错；
阀门B关闭，闸室和下游水道不连通，不能构成连通器，不符合题意，故C、D错。
二
液体产生的压力分析
因为液体具有流动性，所以倒入容器中时，对容器底部的压力大小与容器的形状有一定的关系。
二、液体产生的压力
设柱形容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS
液体对容器底部的压力为 F=G液
hS=V液
hS 恰好是液体的体积V液
①柱形容器中液体的压力与液体重力的关系
结论：在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体自身的重力
= ρgV液=m液g=G液
S
二、液体产生的压力
②口大底小容器中液体的压力与液体重力的关系
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS
液体对容器底部的压力为 F＜G液
hS＜V液
hS 小于液体的总体积V液
设口大底小容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
S
结论：在口大底小的容器中，液体对容器底的压力小于液体的重力
＜ρgV液=m液g=G液
二、液体产生的压力
③口小底大容器中液体的压力与液体重力的关系
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
则液体对容器底部的压力为 F=pS=ρg hS
液体对容器底部的压力为 F＞G液
hS＞V液
hS 大于液体的总体积V液
设口小底大容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
S
结论：在口小底大的容器中，液体对容器底的压力大于液体的重力
＞ρgV液=m液g=G液
二、液体产生的压力
容器形状
④总结：液体对容器底的压力与容器形状的关系
液柱对容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力。
特点 柱形 上口大 上口小
容器底所受压力与 液体重力的关系 F=G液 F＜G液 F＞G液
二、液体产生的压力
⑤解题技巧
在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体重力。在计算或讨论直柱形容器底所受压力和压强时，一般要先计算压力，然后再计算压力。
在非直柱形容器中，液体对容器底的压力大小不等于液体重力。在计算或讨论非直柱形容器底所受压力和压强时，一般要先计算压强，然后再计算压力。
二、液体产生的压力
将一未装满饮料的密闭饮料杯，先正立放置在水平桌面上，如图甲所示，饮料对杯底的压强是p1，对杯底
的压力是F1；再将饮料杯倒立放置，如图乙所
示（图中没有画出饮料液面的位置），饮料对
杯底的压强是p2，对杯底的压力是F2，则
p1 ___ p2 ， F1_____ F2。（选填“>” 、
“<” 或“=” ）
甲
乙
>
<
F1
将饮料杯倒立放置后，如图所示，饮料的深度变小，所以对杯底的压强变小。
因为甲是口大底小的容器，所以饮料对杯底的压力小于饮料的重力；乙是口小底大的容器，所以饮料对杯底的压力大于饮料的重力。
F2＞G饮料
二、液体产生的压力
课堂总结
三、课堂总结
连通器
①连通器：上端开口、下端连通的容器。
②连通器原理：连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相平的。
③连通器的应用：船闸、茶壶、锅炉水位计、回水弯、牲畜自动饮水器等。
液体的压力
三、课堂总结
视频总结——《连通器》
四
课堂练习
四、课堂练习
1. 下列容器中，不是连通器的是（ ）
A 、U形管 B、茶壶
C、锅炉水位计 D、帕斯卡裂桶实验
D
2. 关于连通器的理解正确的（ ）
A、连通器中至少有两个开口
B、连通器中只有两个开口
C、在连通器中倒入液体后，各液面一定相平。
D、底部互相连通的容器叫连通器。
A
四、课堂练习
底部相通的容器构成了连通器，由于连通器中装有同种液体，所以当静止时液面相平，故A正确。
3．在下列底部相通的容器中装有同种液体，当静止时液面位置正确的是 ( )
A
四、课堂练习
4. 下列各图所示事例中没有利用连通器原理工作的是 ( )
A
锅炉水位计、茶壶、船闸都是连通器，抽水机是利用了大气压工作的，与连通器原理无关，故选A。
四、课堂练习
5．如图所示，是三峡某一级船闸工作过程的示意图，它是利用__________原理来工作的。当阀门A关闭，阀门B打开，此时，_______与_________构成了连通器，水流向下游，当它的水面与下游相平时，_________打开，船驶入下游。
连通器
闸室
下游
下游闸门
解析：
这种地漏的结构是一个“扣碗”倒扣在存水杯上，存水杯与下水管连接。当存水杯中的水满后，由连通器原理可知，水就会从下水管流出，而下水管中的异味则不能通过地漏进入室内，从而达到密封的效果。
6. 小华发现家中卫生间的地漏结构如图所示，请你分析地漏存水杯的作用。
四、课堂练习
四、课堂练习
A. 当水不流动时，A、B两容器底所受压强相等
B. 水从容器B内向A流动
C. 当水不流动时，A中液面高于B中液面
D. 当水不流动时，A、B两容器中液面到容器
底部的深度分别为5 cm和7 cm
7. 如图所示，A、B为完全相同的两个容器，分别盛有7 cm、5 cm深的水，A、B之间用导管连接。若将阀门K打开后 ( )
将阀门K打开后， A、B两个容器构成了连通器，由于都是水，所以液面一定相平。A容器液面到容器底部的深度为7cm-2cm=5cm，B容器液面到容器底部的深度为5cm+2cm=7cm。 选项D正确。
A
四、课堂练习
5. 三个底面积相同，形状不同的轻质容器内装有质量相同的同种液体，放在同一水平面上，如图所示。容器对桌面的压力分别为F甲、F乙和F丙，则它们的大小关系是________________；容器对桌面的压强分别为p甲、p乙和p丙，则它们的大小关系是________________。
F甲＝F乙＝F丙
p甲＝p乙＝p丙
容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和，因为不计容器重力，液体质量相等，所以压力F甲=F乙=F丙。
容器对桌面的压强为p=F/S，所以p甲=p乙=p丙。
四、课堂练习
5. 三个底面积相同，形状不同的容器内装有质量相同的同种液体，放在同一水平面上，如图所示。液体对容器底的压强分别为p′甲、p′乙和p′丙，则它们的大小关系是____________；液体对容器底的压力分别为F′甲、F′乙和F′丙，则它们的大小关系是__________________。
p′甲F′甲液体对容器底的压强为 p=ρgh，因为深度h甲＜h乙＜h丙，所以
p′甲＜ p′乙＜p′丙。
液体对容器底的压力F=PS，因为S相同，所以F′甲＜F′乙＜F′丙。
四、课堂练习
(1)水对茶壶底部的压强和压力。
12. 小聪放学回家，看见在面积为1m2水平桌面的中央放着一个盛有水的平底茶壶(如图)。经测量发现，茶壶的质量是400g，底面积是40cm2，内盛0.6 kg的开水。求：(g取10 N/kg)
水对茶壶底部的压强
p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1.2×103 Pa，
水对茶壶底部的压力 F＝pS＝1.2×103 Pa×4×10-3m2＝4.8 N。
四、课堂练习
(2)茶壶对桌面的压力和压强。
12. 小聪放学回家，看见在面积为1m2水平桌面的中央放着一个盛有水的平底茶壶(如图)。经测量发现，茶壶的质量是400g，底面积是40cm2，内盛0.6 kg的开水。求：(g取10 N/kg)
（2）茶壶对桌面的压力
F′＝G总＝G茶壶＋G水＝m茶壶g＋m水g＝(m茶壶＋m水)g
＝(0.4 kg＋0.6 kg)×10 N/kg＝10 N，
茶壶对桌面的压强
p′＝F/S＝10N/ 4×10－3m2 ＝2.5×103 Pa。