9.2.2 液体压强的大小 连通器-课件--（新教材）人教版八年级物理下册（47页PPT）

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人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）9.2.2液体压强的大小连通器第九章压强授课教师：Home .班级：八年级（*）班.时间：.物理观念：知道液体内部存在压强，了解液体内部压强的特点，知道液体压强与哪些因素有关；理解液体压强的公式，能运用公式进行简单计算；知道连通器的结构特点和工作原理。
科学思维：通过观察与分析，归纳推理出液体内部压强的产生原因及特点，培养科学思维能力；基于压强的定义式，结合假设与分析，推导出液体压强的公式，体会演绎推理法的应用；运用液体压强公式进行计算和分析，推理并证实连通器原理，发展思维的严谨性和逻辑性。
科学探究：能结合生活中的液体压强现象提出可探究的科学问题；设计并完成探究液体压强影响因素的实验；对实验数据和现象进行分析、归纳，得出液体压强的特点，培养科学探究能力。
科学态度与责任：感受液体压强知识在生活、生产中的广泛应用，激发学习物理的兴趣和好奇心；在实验探究过程中，培养尊重事实、严谨认真、合作交流的科学态度；了解连通器等液体压强应用技术对人类生活和社会发展的意义，树立运用物理知识解决实际问题、服务社会的责任意识。
课堂导入
我们已经知道液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度有关。
那么液体在某一深度的压强究竟有多大呢？
也就是液体内部的压强与液体的深度、液体的密度之间的定量关系是怎样的呢？
要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。
新知探究
知识点1 液体压强的大小
液体压强的大小
（1）方法：模型法
（2）研究对象——液柱
①这个液柱的体积：
②这个液柱的质量：
③液柱对平面的压力：
④平面受到的液柱的压强：
液体压强公式的推导
新知探究
知识点1 液体压强的大小
p= = =ρgh
F
S
ρgSh
S
V=Sh
m=ρV=ρSh
F=G=mg
=ρgSh
演绎推理法
物理量 p ρ液 g h
单位
液面下深度为 h 处液体的压强为：
kg/m3
m
Pa
液体内部某处的压强只与液体的密度和深度有关，与液体的质量、体积等无关。
计算公式适用于静止的液体，不适用于流动液体。
N/kg
知识梳理
p＝ρ液 gh
深度h：指液面到某点的竖直距离，而不是高度。
A的深度为_____cm
20 cm
50 cm
A
30
p＝ρ液 gh
知识梳理
液体压强的计算公式p=ρgh
区 别 适用范围
决定因素
联系 适用于所有情况
常用于计算
液体的压强
压力和受力面积
g值不变时，取决于液体的密度和深度
液体压强公式是通过定义式推导出来的，是压强定义式的特殊形式
压强的
定义式
F
S
p= —
知识梳理
1. 某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示，若ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg，水龙头关闭时，c处所受水的压强为(　　)
A. 3. 0×104 Pa
B. 9. 0×104 Pa
C. 1. 0×105 Pa
D. 1. 3×105 Pa
返回
D
2. 潜水员若要在深海中工作，就要穿抗压服。若某潜水员穿上抗压服后能承受的最大液体压强为8×106 Pa(海水的密度取1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg)，则潜水员能下潜的最大深度是(　　)
A. 8 m　 B. 80 m　 C. 800 m　 D. 8 000 m
C
返回
新知探究
知识点1 液体压强的大小
讨论：为什么潜水员在不同深度的水中，需要穿抗压能力不同的潜水服？
解析：这是由于海水的压强随着深度的增加而增大，人体此时已无法承受海水的压强。
例1、有人说，设想你在万米深
的“奋斗者”号全海深载人潜水
器中把一只脚伸到外面的海水里，
海水对你脚背压力的大小相当于
2000个人所受的重力!海水的压力真有这么大吗
请通过估算加以说明。
典型例题
解：因为是估算，海水的密度可以取ρ=1×103 kg/m3，g取10N/kg。脚背宽度取8~10 cm，脚背长度取12~15 cm，则脚背面积为96~150 cm2，近似取S=120 cm2=1.2 ×10﹣2 m2。
则万米深处海水的压强：
p=ρgh =1×103 kg/m3×10 N/kg ×104 m =108 Pa
典型例题
脚背所受的压力：
F=pS =108 Pa×1.2×10﹣2 m2=1.2×106 N
一个成年人的质量约为60 kg，所受的重力
G = mg =60 kg ×10 N/kg=600 N
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力，则
n = =2000
估算结果表明，在万米深的海底，水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力。
1.2×106 N
600 N
练习.如图所示，玻璃杯中装有重为3 N的水，杯子的底面积为20 cm2，杯内水面高度是10 cm。若玻璃杯受到的重力为
1 N（ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）。求：
（1）水对杯底的压力；
（2）装有水的玻璃杯对水平桌面的压强。
解:（1）水对杯底的压强：
p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=103 Pa
水对杯底的压力 ：F = p水S =103 Pa×20×10﹣4 m2 = 2 N
（2）杯子对桌面的压力：F =G水＋G杯=3N＋1N=4N；
杯子对桌面的压强：
p = = =2×103 Pa
F
S
4N
20×10﹣4m2
练习巩固
液柱对容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的等高液柱的重力。
F压=G液
F压F压>G液
液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
知识梳理
它们在结构上有什么共同点？
上端开口、下端连通
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知识点2 连通器
新知探究
知识点2 连通器
连通器：上端开口、下端连通的容器叫作连通器。
视频
如果连通器内装有相同的液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
装有相同的液体
装有不相同的液体
视频
新知探究
知识点2 连通器
视频
证明：
液体处于静止状态，取底部截面上一面积为S的小液片A，则其受平衡力作用。
即小液片A左右两侧受到的压力F左和F右是一对平衡力，有：F左＝ F右。
又∵F左＝ p左S＝ρgh左S， F右＝ p右S＝ ρgh右S ，
则 ρgh左＝ ρgh右，
∴h左＝ h右。
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知识点2 连通器
视频
想想议议
如图是生活中常见的连通器，它们各有什么功能 想一想，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的
甲 壶嘴与壶身组成 乙 存水弯是一个连通器
连通器
当存水弯中充满水时，它能够有效地阻止下水道中的臭气上升进入卫生间。
例2、连通器在生活中有着广泛的应用。如图所示的实例中，不属于连通器的应用的是（ ）
A.过桥涵洞
B.高压锅
C.洗手间存水弯
D.洒水壶
B
典型例题
高压锅是利用液体上方气压越大，液体沸点越高的原理工作的。
科学世界
新知探究
知识点2 连通器
我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最大可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米 上游的船只驶往下游，又怎样让船只徐徐降落一百多米 解决这个问题的途径就是修建船闸。
三峡船闸——世界上最大的人造连通器
新知探究
知识点2 连通器
甲 关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器
乙 闸室水面上升到和上游水面相平后， 打开上游闸门C， 船驶入闸室
丁 闸室水面下降到跟下游水面相平后，打开下游闸门D，船驶向下游
丙 关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一 个连通器
新知探究
视频
3. 重为1 N、高为9 cm、底面积为30 cm2的杯子静止放在水平桌面上(杯子厚度不计)。如图，在杯中加入重为2 N、深度为6 cm的水。水对杯底的压强为________Pa，水对杯底的压力为________N，杯子对桌面的压强为________Pa。(g取10 N/kg)
600
1. 8
1 000
【点方法】
注意液体对容器底部的压力大小不一定等于液体自身的重力大小。
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4. 如图所示，A、B两个玻璃容器中盛有质量相等的同种液体，两容器底面积之比SA: SB＝1: 3，容器底部所受到液体压强之比pA: pB＝________，液体对容器底的压力之比FA: FB＝________。
3∶1
1∶1
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5. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最大可达113 m，接近于40层楼的高度。船只通过时，会经过五个梯级的闸室，像爬楼梯一样逐步提升或降低至对应水位。
(1)现有一艘船从上游往下游行驶，通过船闸，如图甲所示，请你指出船只通过船闸的顺序是________。
cabd
(2)如图乙所示，轮船下行离开四闸室进入五闸室，打开阀门A，关闭阀门B，五闸室和__________(填“四闸室”或“下游水道”)构成连通器。
下游水道
(3)甲同学觉得五级船闸过于繁琐，若设计成一级船闸，船舶通行更为快捷。乙同学认为如果设计成一级船闸，闸门和阀门将承受巨大的压力，特别是阀门将有很大的安全隐患，五级船闸才是较好的方案。你支持_____(填“甲”或“乙”)同学的观点，并说明理由：____________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
乙
三峡水位落差很大，根据液体
压强随深度的增加而增大可知，如果设计成一级船闸，闸门和阀门将承受来自水的巨大压强和压力，特别是阀门将有很大的安全隐患
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6. 如图是一种嵌于卫生间地面的地漏的
截面图。下列说法中正确的是(　　)
A. 存水杯是连通器
B. 只有存水杯装满水才能防止异味进入室内
C. 存水杯中水不流动时，水面能到达A位置
D. 存水杯中水位如图时，地面上的水可以直接流进下水管
A
【点拨】连通器是上端开口、底部连通的容器，存水杯符合连通器的结构特点，所以存水杯是连通器，故A正确；由题图可知，只要存水杯内的水面高于隔离板的下边缘，就会在下水管和漏水孔之间形成一段水封，能有效防止异味进入室内，并非一定要装满水，故B错误；当存水杯中水不流动时，水面会保持相平，水面位置能到达下水管最上端，不能达到A位置，故C错误；存水杯中水位如题图时，地面上的水要先经过存水杯，使存水杯水位上升，到达下水管最上端后，才能流进下水管，而不是直接流进下水管，故D错误。故选A。
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7. 如图所示，在水平桌面上放有四个底面积均为0. 01 m2的薄壁空杯，在其中一个空杯中装入1 kg的水后，水对杯底产生的压强为900 Pa，则这个杯子的形状可能是图中的(g取10 N/kg)(　　)
B
【点拨】由p＝F/S可知，水对杯底的压力F＝pS＝900 Pa×0. 01 m2＝9 N，而水的重力G水＝m水g＝1 kg×10 N/kg＝10 N，所以，该杯子底部受到水的压力小于水的重力，从液体深度方面分析，由图知，B杯上大下小，B杯中水的深度比A中小，根据p＝ρgh可知，B杯中水对杯底的压强小于A杯中水对杯底的压强，根据F＝pS可知，B中水对杯底的压力FB＜FA＝G水。故选B。
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8. 小德同学探究某液体内部的压强与深度的关系，根据实验数据绘出了如图所示的图像，已知g取10 N/kg，下列说法错误的是(　　)
A. 同种液体中，液体内部压强跟深度成正比
B. 距液面50 cm处液体的压强是6×103 Pa
C. 该液体的密度是1. 2×103 kg/m3
D. 距液面10 cm处方向向下的压强与距液面30 cm处方向向上的压强之比小于1: 3
D
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9. 如图，一下半部分为圆柱形的玻璃瓶，深度为20 cm，内封闭有质量为0. 30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时，水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa；将玻璃瓶倒放在水平面上时，水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0. 8×103 kg/m3的酒精，则酒精的质量为(ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg)(　　)
A. 0. 36 kg B. 0. 40 kg
C. 0. 44 kg D. 0. 48 kg
B
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10. 如图是一个足够长、粗细均匀的U形管，先从A端注入密度为ρA的液体，再从B端注入密度为ρB的液体，平衡时，B端注入液体的液柱长度为L，
ρA＝2ρB
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11. 小典寒假去参观了养牛场，其中一个不用进牛棚就能给牛水槽加水的装置吸引了小典。如图是该装置的简易图，顶部都敞开的甲、乙长方体容器放置在水平地面上，规格如图所示，在它们底部附近用安有阀门K 的轻细软管连接，细软管的体积忽略不计。已知甲容器重10 N，阀门K闭合后，
往甲容器内注入深度为0. 4 m的水。(g取
10 N/kg，ρ水＝1. 0×103 kg/m3)求：
(1)甲容器底部受到水的压强p水。
【解】甲容器底部受到水的压强p水＝ρ水gh＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×0. 4 m＝4×103 Pa。
(2)此时甲容器对地面的压强p甲。
(3)打开阀门K，待两容器中水静止时，乙容器底部受到水的压强。
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液体的压强
液体压强的计算公式：p=ρ液gh
课堂小结
定义：上端开口、下端连通的容器叫作连通器
连通器
应用：水壶、船闸、锅炉水位计等