2024-2025学年物理沪科版八年级全一册 8.2 课时2 液体压强的计算及连通器（28页）课件

课时2 液体压强的计算及连通器
第2节 探究：液体压强与哪些因素有关
1.知道液体压强的公式，并会用液体压强公式p=ρgh进行简单的计算。
2.知道连通器和它的原理；了解一些连通器的应用实例。
3.知道帕斯卡原理及其应用。
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？
思考
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
知识点一：液体压强的大小
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
例题：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
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？
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
容器里壶嘴和壶身的液面总是相平的
容器的底部是连通的，茶壶盖上有一个小孔，使壶嘴和壶盖都与大气相通
认真观察玻璃容器，它们的壶嘴和壶身的液面有什么特点呢？
思考
认真观察玻璃容器，它们的结构和壶盖有什么共同特点？
思考
知识点二：与液体压强相关的应用实例
上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器
现象
连通器装有相同液体，液体不流动时，各部分液面高度相同
连通器装不同液体时，液面不一定相平
连通器的特点

为什么呢？
如果连通器中只装一种液体（密度相同），在液体不流动的情况下，连通器各部分中的液面总是相平的。
连通器内液面相平的条件
同种液体（密度相同），液体静止，各部分直接与大气相接触。
液面与连通器的形状、是否水平无关.
注意
液体静止时，液片也静止
平衡状态
二力平衡
F左=F右
受力面积相同
p左=p右
ρ液 gh左=ρ液 gh右
h左=h右
液面相平
假设容器底部有一竖直液片
——假想模型法
在以下容器中，从右侧倒入水，左侧倒入煤油静止后，两端液面会相平吗？为什么？
思考
（ρ煤油=0.8×103kg/m3）
煤油
密度大的液面较低
由于ρ煤油< ρ水
分界面AB是静止的，有F煤油=F水
代入液压公式有：ρ煤油 gh煤油 = ρ水gh水
设静止后，煤油和水的分界面为AB，煤油表面与分界面的竖直距离为h煤油，水的表面与分界面竖直距离为h水
则有p煤油SAB = p水SAB
故有h煤油 > h水
则有p煤油 = p水
h煤油
h水
A
B
水
水壶的壶嘴与壶身组成连通器
以下是生活中常见的连通器，它们各有什么功能？想想看，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的？
1. 茶 壶
连通器的功能：
控制出水量
茶壶的哪部分是连通器？
小孔，使壶体与外界相通
壶嘴（开口）
底部相连
连通器的应用
水塔
用户
压水站
2. 水塔供水系统
设计水塔有什么要求？
水塔要比周围的建筑高。
水塔是如何给周围建筑供水的？
在打开水龙头的时候，形成了连通器的结构，水要上升到和水塔中的水一样高，因此可以不断地流出来。
水位计
电热水器的哪部分是连通器？
3. 电热水器的水位计
电热水器的水位计和水箱构成了连通器。通过水位计上水面的高低指示水箱中剩余水的多少。
4. 下水道的回水弯
回水弯有什么作用？
阻止下水道中的有害气体进入屋内。
牲畜自动饮水器是如何自动工作的？
5. 牲畜自动饮水器
在牲畜饮水时，水槽里面的水位逐渐下降，浮漂也随之下降。通过杠杆使活塞向上升起，使水从水管中流出，补充进水槽中。
大坝上游与下游落差100多米，船只怎样顺利通行呢？
思考
6. 船闸
船从上游到下游时：
　　先打开　 阀门，使　 和
　 形成连通器；
　　闸室水位与上游水位等高时，开启
上游　 ，关闭上游　 ，船驶入闸室内，关闭上游　 ；
　　打开　 阀门，使　 和　 形成连通器；
　　闸室水位与下游水位等高时，开启下游　 ，关闭下游　 ，船驶出闸室，通过船闸。
上游
上游
闸室
闸门
阀门
闸门
下游
闸门
阀门
下游
闸室
闸室
闸门
阀门
船从下游到上游时：
　　先打开　 　 ，使　 和
　 形成连通器；
　　闸室水位与下游水位等高时，开
启　 　 ，关闭　 　 ，船驶入闸室内，关闭　 　 ；
　　打开　 　 ，使　 和　 形成连通器；
　　闸室水位与上游水位等高时，开启　 　 ，关闭　 　 ，船驶出闸室，通过船闸。
闸室
闸门
阀门
下游阀门
下游
闸室
上游阀门
上游
闸室
下游阀门
上游阀门
下游阀门
下游闸门
上游闸门
密闭液体
条件：
特点：
加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递
公式：
p1=p2
应用：
液压系统和液压机
帕斯卡定律传递的压强是外加压强，不是液体自身的压强。
注意：液体传递的是压强，而不是压力。
帕斯卡定律
F1
F2
S1
S2
p1=
F1
S1
p2=
F2
S2
∵
根据帕斯卡原理：
p1=p2
F2
S2
F1
S1
=
∴
F2=
S2
S1
.F1
大活塞上可以产生一个与其表面积成正比的力
液压机工作原理
1.关于连通器，下列说法正确的是（ ）
A．连通器中各容器的液面总是相平的
B．连通器内装同种液体，当液体不流动时，液面就相平
C．连通器内只有装水时，液面才会相平
D．以上说法都不对
B
2.如图所示，在装修房屋时，工人师傅常将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记。这样做的目的是保证两点在_______________，用到的物理知识是_________的原理。
同一水平面上
连通器