8.2 科学探究：液体的压强 第1课时 液体压强的特点 课件 (共42张PPT) 2023-2024学年度沪科版物理八年级全册

(共42张PPT)
第1课时 液体压强的特点
八下 物理
沪科版
新课引入
杯中的水对杯底有压力、塑料袋里的水对袋子周围也有压力，那么水对杯底、塑料袋的内壁也应该有压强，水产生的压强有什么特点呢？
我们知道，静止在桌面上的水杯，对支撑它的桌面有压力，因而对桌面会产生压强。
压强 p水
水使塑料袋的四周都向外凸
压强 p水
思考
① 拦河坝为什么要修得上窄下宽？
③“奋斗者”号全海深载人潜水器为什么只能下潜到某一深度？
这都与液体内部的压强有关，今天我们一起学习。
② 为什么深水潜水，要穿特制的潜水服？
1.理解液体内部压强的特点
2.知道液体压强的影响因素
3.会用液体压强公式p=ρgh进行简单的计算
难点
重点
学习目标
重点
一、液体的压强
现象
在容器中加入水后，蒙在容器底部和侧壁的橡皮膜明显地向外凸起
结论
水对容器的底部和侧壁都产生了压强
产生原因
1.液体受到重力作用
2.液体具有流动性
新知学习
液体内部是否也有压强？
现象
无论哪个方向，橡皮膜都会向内压缩
结论
液体内部各个方向都有压强
思考
由以上可知，液体对各个方向都有压强的作用
？
为什么靠下的小孔喷出的水更远呢？液体压强与哪些因素有关呢？
探究之前先介绍一下液体压强测量仪器：U形管压强计
1：构造
薄橡皮膜
探头
U形玻璃管
金属盒
橡胶软管
使U形玻璃管中两侧液面等高并处于面板上零刻度线的位置。用胶管将U形管一端与蒙上橡皮膜的小金属盒（探头）相连，如图，这样就做成了一个微小压强计。
2：原理
当用力压橡皮膜的塑料盒时，U形管两测液面出现高度差，且压橡皮膜的力越大，U形管两侧的液面高度差就越大。
3：使用方法
通过U形管两侧液面高度差，判断压强的大小。
——转换法和放大法
检查装置的气密性
在使用前为什么要捏几下橡皮膜？
思考
实 验 1
探究液体压强的特点
假设与猜想
提出问题
液体内部压强与什么因素有关？
① 液体内部各个方向都受到压强，液体压强可能与方向有关
② 靠下的小孔喷出的水更远，液体压强可能与深度有关
③ 液体压强与液体施加压力有关，相同体积的液体，密度不同，能施加压力不同，因此压强可能与液体密度有关
设计实验
验证猜想①，需控制探头深度和液体密度相同，改变橡皮膜方向，观察U型管液面高度差变化
验证猜想②，需控制橡皮膜方向和液体密度相同，改变探头深度，观察U型管液面高度差变化
验证猜想③，需控制橡皮膜方向和探究深度相同，改变液体密度，观察U型管液面高度差变化
—— 控制变量法
进行实验
1.保持探头在水中的深度不变，改变探头的方位，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
实验现象
结论一
同一种液体，同一深度，液体向各个方向的压强都相等
进行实验
2.保持探头在水中的方向不变，改变探头的深度，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
实验现象
8格
10格
13格
结论二
同一种液体，液体的压强随着深度的增大而增大
进行实验
3.将探头分别放置在不同液体的同一方向和同一深度处，记录不同情况下U形管两侧的液面高度差。
清水中
盐水中
实验现象
结论三
在深度相同时，液体密度越大，压强越大
归纳
1.液体内部向各个方向都有压强。
2.同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等。
3.同种液体中，随着液体深度增加，压强随之变大。
4.液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在同一深度，液体的密度越大，压强越大。
为什么水坝要建造成上窄下宽？
为什么深水潜水，要穿特制的潜水服？
为什么我们在市场买不到活的带鱼？
想想议议
1、关于液体的压强，下列说法中正确的是（　　）
A．液体对容器侧壁有压强，这一特点跟液体的流动性有关
B．液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C．液体对容器底的压强大小跟容器底面积大小有关
D．液体的压强大小跟液体的体积大小有关
A
针对训练
2、在“探究影响液体内部压强因素”活动中：
①实验过程中通过U形管两侧液面的________来比较液体内部压强的大小；
②比较甲、乙两图，可得出的结论是:________________________________；
　高度差　
在同一液体中，深度越大，压强越大　
③在图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究在同一深度，液体向____________的压强大小关系。实验表明，同种液体同一深度各处、各个方向压强大小__________；
　各个方向　
相等 　
④要探究液体压强与密度的关系，应选用__________两个图进行对比。实验得到的结论是：________________________________________；
　乙、丙
在同一深度，液体密度越大，压强越大　
⑤实验后，小明自制了如图丁所示的装置继续探究。小明向隔板左侧倒水，再向隔板右侧倒入另一种液体。若A点和B点压强相等，则橡皮膜将_________（选填“向左凸”“变平”“向右凸”）。
　向左凸
我们已经知道了液体内部压强的特点，你知道如何计算液体内部压强吗？
？
问题思考
问题与思考
二、液体压强的大小
根据压强公式：
液体底面压强为：
即F压 = G液 = m液 g = ρ液V液 g = ρ液Shg
因此，液面下h处液体的压强为：
由公式可以看出，液体压强只与 有关
液体密度和深度
p= ρgh
在液体中取底面积为S、高为h的一个圆柱形(或棱柱形)液柱为研究对象。
静止时，液柱底面所受的竖直向上的压力一定等于此液柱所受的的重力。
p=
F
S
计算公式
P：液体压强—Pa
ρ：液体密度—kg/m3
g：9.8N/kg或10N/kg
h：深度—m
1Pa=1N/m2
理解
1.使用时单位要统一。
2.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、容器形状等均无关。
p= ρgh
3.p= ρgh只适用于静止液体内部压强的计算。
4.h的物理意义
公式 p= ρgh中h表示深度，即从液体的自由液面到被测点的竖直距离。
5.计算液体压力的时候，往往结合两个公式 和 p= ρgh一起使用。
p=
F
S
20cm
50cm
A
A点的深度为_____cm
30
深度h
A
深度h
温馨提示
是压强的定义式，对固体、液体和气体都适用；
在特殊情况下，p= ρgh也可以用来计算固体压强，这里所说的特殊情况是指：该固体是放置在水平面上的质地均匀，上下粗细一致的柱体。
p=
F
S
例1、如图所示，容器内装有h=20cm高的水， h1=12cm，求:
(1) 容器底部受到的压强
(2) A点的压强 (g=10N/kg)
解：由题意可知，容器底的深度为h=20cm=0.2m
A点的深度为hA=h-h1=20cm-12cm=8cm=0.08m
p底=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
例2 某潜水器下潜到某处时受到海水的海水压强为8×106Pa，则此时潜水器所处的深度为 m，当潜水器继续下潜100m时，其每平方米面积上所受的压力为 N。（ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
由液体压强公式 p=ρgh可得：
解：已知ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，p=8×106Pa
继续下潜100m，此时深度为h=800m+100m=900m
800
9×106
h =
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×900m=9×106Pa
由 p＝=N
若：ρ甲=ρ乙
则：两试管底部液体压强 ；
两试管对桌面的压强p甲 p乙
若：ρ甲>ρ乙
则：两试管底部液体压强p甲 p乙
相等
<
>
例3 如下图甲、乙所示
帕斯卡裂桶实验
法国科学家帕斯卡在1648年做了一个实验。在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插进一根细长的管 子，他从楼房的阳台上向管中灌水，只用了几杯水，就把桶撑裂了。你能解释这个现象吗？
信息窗
几杯水的体积很小，所受重力也很小，但是将几杯水装在细长的管子中，可以使水的高度很大，也就是使木桶中水的深度迅速增大。根据公式p=pgh，可知木桶受到的压强迅速增大，就会把木桶撑裂。
假设帕斯卡的阳台高10m，g取10N/kg水的密度为1×103 kg/m3
根据液体压强公式p=ρgh可得；
p水=ρ水gh=1×103 kg/m3×10N/kg×10m=1×105 Pa=1×105N/m2
相当于1m2的面积上站着2头大象.
你知道木桶承受了多大压力吗？
思考
1. 如图四个容器内都装有水，且液面都在同一水平面上，则容器底部受到水的压强大小怎样（ ）
A. ①最大 B. ②最大 C. ③最大 D. ④最大 E. 一样大
E
①
②
③
④
针对训练
2、如图所示，甲、乙、丙三个容器（容器重忽略不计）底面积都相同、高度也相同，如果三个容器都装有同种液体，
（1）比较容器受到液体的压强p和压力F的大小
（2）比较容器对桌面的压强p’和压力F’的大小
解：（1）根据p=ρ液gh可知，p甲=p乙=p丙
由F=pS可得，F甲=F乙=F丙
（2）根据F=G=mg可知，F丙’>F乙’>F甲’
由F=pS可得，p丙’>p乙’>p甲’
液体压强的特点
液体内部向各个方向都有压强
同种液体在同一深度的各个方向的压强都相等
同种液体中，深度越大，压强越大
液体内部压强的大小还跟液体的密度有关
液体压强的计算p= ρgh
使用时单位要统一
只适用于静止液体内部压强的计算
h表示深度，即从液体的自由液面
到被测点的竖直距离
也适用于放置在水平面上的质地均匀，
上下粗细一致的固体压强的计算
科学探究：
液体的压强
板书设计
70cm
10cm
30cm
· A
1. 如图所示，容器内装有水，A点深度为______cm，A点受到的压强是　 　________Pa，水对容器底的压强是________Pa。（g取10N/kg）
60
6000
7000
随堂练习
2.如图所示，A、B两点间的压强关系是（ ）
A.pA=pB
B.pA>pB
C.pAD.无法确定
C
3、有人说， “设想你在5 km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力的大小相当于1000个人的重力!”海水压力真有这么大吗？请通过估算加以说明。
则7 km深处海水的压强为：
因为是估算，海水密度取 ρ=1×103kg/m3 ，g 取10 N/kg
脚背宽度取8~10 cm，脚背长取12~15 cm，则脚背面积为96~150 cm2，脚背的面积近似取 S=130cm2=1.3×10-2m2
解：
p=ρgh=1×103kg/m3 ×10 N/kg×7×103m=7×107Pa
脚背受的压力：
一个成年人的质量约为60 kg，所受重力：
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力
F=pS=7×107Pa×1.3×10-2m2 = 9.1×105N
G=mg=60kg×10N/kg = 6×102N
估算结果表明，在深5 km的海底，水对脚背的压力确实相当于1500个人的重力.
n＝
4.[创新题·提出问题]小珍和小强利用微小压强计“探究液体内部的压强特点”
(1)小强试着用不同大小的力按压金属盒表面的橡皮膜，如图甲所示．当用较大的力按压时，橡皮膜受到的压强较大，发现此时U形管两侧的液面高度差______(选填“较大”或“较小”)；
较大
(2)小珍将探头先后放在同一容器中液体的A、B两点处，U形管两侧液面高度情况分别如图乙、丙所示．由此可得出结论：__________________________________________；
(3)若用此实验装置还可探究的问题是_____________________________________ _．
同种液体同一深度处各个方向的压强关系
当液体密度相同时，深度越深，压强越大
实践与拓展
用饮料瓶模拟帕斯卡实验
实验操作:
1.用比较锋利的刀在饮料瓶的侧壁上划出整齐、竖直
的细长刀口，刀口不能太多，要保证装满水后不漏水。
2.用插有长玻璃管的橡胶塞封好装满水的饮料瓶。缓慢地向玻璃管中加水。由于水面迅速升高，压强迅速增大，刀口被撑开，水从侧壁流出。还可以用一次性输液器代替玻璃管，将输液器的吊瓶挂在较高的位置，向吊瓶内加水，水也会从饮料瓶的侧壁喷出。