9.2液体的压强 第一课时 学案（有答案）

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道液体压强的特点
2. 知道影响液体压强的因素
3. 会计算液体压强的大小
4. 知道连通器的原理
【自主学习】
一、液体压强的特点
液体能从容器侧壁扎的孔中喷出，说明液体对侧面有 ；喷泉中的水柱能向上喷出，说明液体内部向上也有 。由于液体具有 ，液体内向 都有压强。
二、探究液体压强与哪些因素有关
实验装置（下图）
有的实验装置选择的是没有三通接头的图，有的实验使用的是有一个三通接头的。
实验前：我们如果发现U型管两边的液面不等高，不装三通接通接头的需要把橡皮管拆下来重新安装，而有三通接头的只需要把接头打开即可解决问题。
实验中：正常根据实验的需求和步骤干就完事了。
实验后：根据实验现象总结规律。
实验结论：
1．液体的压强与深度有关，会随着深度的增大而增大。
2．液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强，同一深度，液体向各个方向压强相等。
3．液体的压强还与液体密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大。
注意事项：
1．如果U型管内高度差不明显，可以把U型管里面的液体更换成密度更小的液体。
2．考虑压强计橡皮膜存在弹力，在恢复形变的时候会抵消掉一部分水对压强计的压力，实际上压强计所处位置大的压强是大于等于U型管液柱高度差对应的压强。平时用U型管高度差来计算压强计受到的压强的时候是结合了液体压强公式以及不考虑橡皮膜的弹性的。
三、液体压强公式： ，这里这个公式推导过程虽说是根据液柱（相当于固体）推出来的，但是根据上面的实验探究以及数据的测量，可以总结出该公式。如果是柱体容器求液体对容器底部的或者某个位置时， 也是可以用的。如果是非柱体容器要求液体对容器底部的压强，则只能使用。帕斯卡裂桶实验的现象也可用这个公式解释其原因。
U型管内液体密度相同为ρ，h1、h2、 H、A的密度均已知，请问B的密度为多少？（用题目所给的字母表示）
四、连通器
的容器叫做连通器。如图，连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。下面是一些连通器
五、帕斯卡定律
1．帕斯卡定律：即密闭液体任一部分受到的外力的压强，将被液体传到各个部分和器壁上而大小不变。
2．液压机工作原理：如下图，小活塞对液体的压强为p1，液体对大活塞的压强为p2根据帕斯卡定律可知：p1=p2。加上可以测量出两边开口的面积，即可求出所需施加的力或者物体的重力。
【例1】下列物品不是连通器的是（　　）
A．船闸 B．茶壶 C．锅炉水位计 D．冷热水淋浴器
【例2】如图所示为长江某水坝的示意图．水坝左侧水面高，B和C两点处于同一高度，A和C两点到各自液面的距离相等，水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC，则（ ）
A．pAB．pA=pB>pC
C．pA>pB=pC
D．pA=pC【例3】如图所示，为了探究液体内部压强的特点，小明用隔板将一容器分成左右两部分，隔板开有一圆孔用橡皮膜封闭．当左右两侧各注入适量的液体后，选项图中符合实际情况的是（ ）。
A． B． C． D．
【例4】一台水压机大活塞的面积是小活塞面积的4倍，如果在小活塞上加120N的压力恰好可以把小红顶起，如图所示，则小红的体重为（　　）
A．30N
B．120N
C．360N
D．480N
【例5】如图甲所示，A、B两容器内盛着液面相平的水，两容器间用一斜管相连，当开关K打开后，水将 （选填“由A流向B”、“由B流向A”或“不流动”）；如图乙所示，活塞A、B面积如图所示，在活塞A上施加60N的力，则活塞B至多能举起 N的物体。
【例6】如图所示，小明将压强计的探头放入水中的某一深度处，记下U形管中两水面的高度差h，下列操作中能使高度差h增大的是（　）
A．将探头向上移动一段距离
B．深度不变，把U形管中的水换成酒精
C．将探头放在酒精中的同样深度处
D．将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
【例7】小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。
（1）实验前必须检查压强计能否正常使用，若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性 （选填“好”或“差”）；调节好压强计后，U形管两边液面 ；
（2）比较图 ，得出探头浸入液体中的深度 （选填“越深”或“越浅”），U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体在此处的压强就越大；
（3）要探究液体压强与液体密度的关系，应该选用图 进行比较；
（4）小敏某次实验测量出金属盒在水中的深度为30mm，压强计中的红墨水左右两边液面的高度差为28mm，由此她发现根据压强计液面高度差计算出的压强值小于根据金属盒深度计算出的压强值，你认为造成这一现象的原因可能是： ；
（5）如果所用的压强计的U形管可以选择染色的酒精、水、水银（ρ酒精<ρ水<ρ水银）中的一种液体，为了使实验现象更明显，他应该选用上述三种液体中的 装入U形管中；
（6）如果保持橡皮膜深度不变，在丁图容器中加入适量清水（液体不溢出），U形管内两液面的高度差将 （选填：“变大”“变小”或“不变”）；
（7）如图，实验中在A、B两侧分别倒入水和某种液体，当橡皮膜相平时，橡皮膜面两侧深度为12cm、10cm，则液体的密度为 g/cm3；
（8）在图中，若把甲、乙两个金属球分别浸没于水和液体中，且液体都不溢出，此时观察到橡皮膜向右凸起，则两物体的体积V甲 V乙（选填“<”、“=”或“>”）。
【课后巩固】
1．下列关于液体压强的说法中，不正确的是（　 　）
A．液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
B．液体内部向各个方向都有压强，且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C．拦河大坝修建为“上窄下宽”，是因为水的深度越深，液体的压强越大
D．两种不同的液体，谁的密度大，谁产生的压强大
2．深圳水库是深圳重要的水利工程，下列四种拦河坝的横截面示意图，设计最合理的是（ 　）
A． B． C． D．
3．如图为帕斯卡实验，在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插入一根细长的管，向细管里只灌了几杯水，就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关（ ）
A．液体的重力
B．液体的体积
C．液体的深度
D．液体的质量
4．如图，容器中间用隔板分成左右两部分。隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。小明用此容器来做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。则下列现象中符合事实的是（　 　）
A． B． C． D．
5．如图所示四种容器中不属于连通器的是（　 　）
A．乳牛自动喂水器 B．茶壶
C．船闸 D．压强计
6．如图所示，关于连通器静止时液面位置正确的是（　 　）
A． B． C． D．
7．如图所示事例中，没有利用连通器的是（　 　）
A．回水管的水封阻隔臭气 B．地漏 C．水位计 D．冷热水淋浴器
8．如图所示，用隔板将容器分成左、右两部分，隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的液体时。关于橡皮膜的形变，以下说法正确的是（　 　）
A．橡皮膜一定向左侧凸起 B．橡皮膜一定向右侧凸起
C．橡皮膜可能不发生形变 D．橡皮膜一定会发生形变
9．如图所示，是汽车修理广常用的液压千斤顶的原理图。关于该千片顶下列说法正确的是（　 　）
A．使用时应该用B端来顶起汽车
B．使用时应该用A端来顶起汽车
C．顶起汽车时pA < pB
D．顶起汽车时pA > pB
10．物理学中许多伟大的科学家因为在某个领域的深入研究，从而确立了在该领域的地位。例如牛顿研究出万有引力定律，用“牛顿”做了“力”的单位。请你补充： （物理学家）做了著名的裂桶实验，用他的名字做了 （物理量）的单位。
11．如图所示，盛有液体的容器内有A、B、C三点，这三点处由于液体受到重力且具有 而产生的压强分别为pA、pB、pC，三者相比压强最小的是 。
12．如图所示，瓶中的水从孔A、B中流出，说明液体对容器的侧壁有压强，水的落点不同，说明液体的压强随
的增加而增加。船闸是利用 原理建造的。
13．如图1所示，向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体，发现液面在同一水平线上，甲对试管底部的压强 乙对试管底部的压强（选填“大于”“等于”或“小于”）。如图2所示是一把装有茶水的茶壶，壶嘴与壶身构成 。
14．如图中，将一个空塑料药瓶的瓶口扎上橡皮膜，放入水中同一深度，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，发现橡皮膜都向 （选填“内凹”或“外凸”），根据液体内部压强的特点可知第 次橡皮膜形变的程度更明显。
15．小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
（1）实验中通过观察U形管两边液面 来显示压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面不发生变化，说明该装置 （漏气/不漏气）；
（2）对比甲、乙两图所示实验，说明液体内部压强与液体的 有关；
（3）为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小，小明手应直接转动图乙装置中的 （①/②/③/④）；
（4）在探究液体内部压强与液体密度关系时，小明认为两烧杯中液面必须相平，你 （赞同/不赞同）此观点，理由是 ；
（5）为了使每次实验U形管两侧液面的高度差更明显，应该 （填字母）。
A．使用内径更细的U形管 B．使用内径更粗的U形管
C．在U形管内注入密度更大的液体 D．在U形管内注入密度更小的液体
16．小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图甲所示。
（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于 （选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）比较图乙与 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ；
（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向 移动适当的距离；移动探头后，观察到U形管水面高度差为，此时探头受到盐水的压强为，小婷取出探头放回水中，当U形管水面高度差再次为时，测出探头在水中的深度为20cm，则 Pa；
（4）小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的水换成密度更 （选题“大”或“小”）的液体以方便读数。
17．福安作为红茶故乡，福安坦洋工夫茶一直以来都以其具有独特的品种优势和独特的地理、气候、土壤优势等著称于世界。如图平底茶杯重为5N，平底茶杯中盛有160g的茶水，杯子放在水平桌面上时，杯中茶水液面距杯底6cm，杯底面积为30cm2，其中茶水密度近似为1.0×103kg/m3。求：
（1）茶水对杯底的压强；
（2）茶水对杯底的压力；
（3）茶杯对桌面压强。
18．阅读探究：
液压机
2021年9月，世界上最大的模锻液压机（8万吨级）在中国投入使用，它是利用液体来传递压强的设备，图甲为液压机的结构简图，它是利用液体来传递压力的设备，简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现：当外力作用在密闭的液体上时，液体各部分所受的压强将发生相同的变化，物理学中称做帕斯卡定律，在图甲U形管槽中装满液体，两端活塞把液体密闭，给左端活塞施加一个向下的压力F1时，根据帕斯卡定律，左右两个活塞受到的液体压强相等，同时右端活塞会受到一个向上的压力F2，这就是液压机原理。
若不计机械摩擦和活塞自重，两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比。
（1）液压机在工作过程中，液体对液缸中大活塞的压强 （大于/等于/小于）液体对小活塞的压强；
（2）如图乙所示，汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的，假如一个油压千斤顶的大、小活塞横载面积分别是120cm2和4cm2，当在小活塞上加2700N的压力时，最多可在大活塞上产生 N的举力；
（3）以下关于液压机使用认识的说法正确的是 ；（多选题）
A．将动力作用在小活塞上能达到省距离的目的 B．将动力作用在小活塞上可以达到省力的目的
C．使用过程中两侧槽内液体体积的变化量不等 D．实际使用时，工作部件会因机械摩擦而升温
（4）某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍，则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为 ；
1．取一根横截面积为的轻质薄壁直简塑料管，在底部扎上橡皮膜后，向管内倒入10g水，使它竖直静止于某液体中，如图所示，观察到橡皮膜恰好变平时，管外液面比管内液面高2cm，已知，。下列说法错误的是（　 　）
A．管内水对底部橡皮膜的压力大小为
B．管外液体对底部橡皮膜产生的压强大小为
C．管外液体密度约为
D．若将塑料管上提少许，则橡皮膜会向下凸
2．两个柱形容器横截面积相同，分别装有等质量的酒精和盐水，a、b两点的位置如图2所示，两空容器的连通管道由阀门控制液体间的流动，则a、b两点液体压强大小关系是pa pb；酒精和盐水对容器底部压强大小关系是
p酒精 p盐水；（以上两空均选填“>”“<”或“=”）；打开阀门后，液体 （选填“向左”“向右”或“不”）流动。（g=10N/kg，ρ酒精=0.8×103 kg/m3，ρ盐水=1.1×103 kg/m3）
3．图丙是一个水压机模型，轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200cm2。将840N的物体放在水平活塞B上，不计机械阻力，则活塞A向上移动距离为 m。（根据液体压强的计算公式可以求出左右液面的高度差）
4．第一届全国学生（青年）运动会已于2023年11月在广西举办，此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作，如图甲所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”，小明想知道它的密度，于是他将一个薄壁柱形玻璃杯（厚度忽略不计），放在水平地面上，并在杯中倒入与杯子质量相同的水，此时水对杯底的压强为1000Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中，静止时“壮壮”沉底（水足够多且无溢出），水对容器底部的压强和杯子对地面的压强如表所示。则将“壮壮”放入前，杯子中的水深为 cm；“壮壮”的密度为 g/cm3。
5．如图1所示，小函用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
（1）通过图1甲观察发现压强计 （选填“是”或“不是”）连通器；实验开始前应对装置进行检查，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液面的高度变化灵敏，则说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）如果在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，接下来的操作应是 ；(填选项字母)
A．从U形管内向外倒出适量水 B．向U形管内添加适量水 C．拆除软管重新安装
（3）完成上述操作后，如图1乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度的情况，比较后可初步得出结论：液体内部的压强随深度的增加而 （选填“增大”或“减小”）；
（4）小函同学利用U形管压强计改装成如图1戊所示的测量某种未知液体的密度的密度计。A为固定支架，其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为8cm。U形管盛水，其右管标有刻度值，为了便于读数，在U形管右管有一个指示液面位置的红色浮标。未测量时，U形管水面刚好与a相平。当橡皮膜放入某液体中时，浮标指示在b处，小函利用刻度尺测出a、b之间的距离为3.0cm， 则该液体的密度为 g/cm3；
（5）同组的小瑞同学，利用实验室的电子秤和一个实心金属圆柱体也测出了未知液体的密度，如图2所示：
①用细线拉着圆柱体，使其一半浸入水中，记下台秤的示数为；
②用细线拉着圆柱体，浸没入水中，记下台秤的示数为；
③将圆柱体从水中取出擦干后，用细线系住物体浸没于与水等质量的未知液体中，记下台秤的示数；
小瑞根据实验数据计算出了实心金属圆柱体的体积为 cm3，未知液体的密度ρ= kg/m3；
（6）实验最后，小函发现自己测出的未知液体密度总是小于小瑞的测量值，多次实验后仍然如此。小函和小瑞重新回顾了整个实验，发现造成该现象的原因是： 。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
【参考答案】
自主学习
一、液体压强：压强 压强 流动性 各个方向
二、连通器：上端开口、下端连通
【例1】D 【例2】D 【例3】B 【例4】D 【例5】不流动 1500 【例6】B
【例7】（1）差 相平；（2）乙、丙 越深；（3）乙、丁；（4）橡皮膜自身的弹力抵消了水的一部分压力；（5）酒精
（6）变小；（7）1.2 ；（8）>
课后巩固
基础练习
1. D 2. C 3. C 4. C 5. D 6. A 7. D 8. C 9. A
10. 帕斯卡 压强
11. 流动性 PA
12. 液体深度 连通器
13. 大于 连通器
14. 内凹 二
15. （1）高度差 漏气；（2）深度；（3）①；（4）不赞同 应该控制金属盒在两种液体中的深度相同；（5）D
16. （1）打开 不漏气；（2）丙 相同；（3）上 2000 ；（4）小
17. （1）600Pa ；（2）1.8N ；（3）2200Pa
18. （1）等于；（2）8.1×104 ；（3）BD ；（4）1:50
能力提升
1. A
2. < = 向右
3. 4
4. 10 2
5. （1）不是 不漏气；（2）C ；（3）增大；（4）0.75（注意一升一降）；（5）100 0.8×103 ；
（6）其原因是橡皮膜发生形变，造成 U 形管左侧的气压减小，测得 U 形管两侧液面的高度差减小
21世纪教育网(www.21cnjy.com)