1、1第二节 科学探究液体的压强【教学目标】1. 知道液体对器壁以及液体内部向各个方向都有压强2. 通过实验探究活动，知道液体内部压强规律3. 在实验探究活动中学会使用微小压强计4. 了解连通器的构造特点5. 了解连通器的原理6. 了解一些连通器的应用实例，了解船闸的作用和工作原理【教学重点】1. 液体对容器底及容器壁有压强；2. 液体内部压强规律；3. 液体内部压强公式；4. 连通器的特点和应用。【教学内容】1. 液体压强产生原因：液体受到重力，且液体具有流动性。2. 公式： P=gh单位：P：Pa， ：kg/m 3， h：m深度 h研究点到自由液面的竖直距离公式推导：因为 F=G，而 F=PS
2、，G=mg=Vg=ShgPS=Shg P=gh液体的压强只跟液体的密度和被研究点的深度有关，与液体的重力、体积、容器的形状等均无关。公式 和 p=gh 的区别 （1） 适用于固体、液体、气体的压强及相关计算； （2）p=gh 只适用于液体压强的计算.2.液体压强特点：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； 22液体的压强随深度的增加而增大； 3在同一深度，液体向各个方向的压强相等； 4在同一深度，液体密度越大，压强越大。 53.液体对底部压力与重力的关系（与固体压力、压强区分）例如：4.应用：连通器定义：上端开口，下部相连的容器实例：船闸、茶壶、锅炉水位计、下水管道、通风巷道
3、、乳牛自动喂水器、喷泉如图：1） 、茶壶：壶嘴应略高于壶口，不然茶壶不能装满茶水。2） 、工业锅炉内水位计：锅炉内水位不能直接观察，用与锅炉连通的玻璃管制成连通器，则管内与锅炉水面相平。3） 、农田输水管：有的地方把农田输水管埋在地下，穿过公路，这也是利用连通器原理。4） 、船闸：在船闸整个工作过程中，当打开上游阀门时，上游和闸室构成连通器；当打开下游阀门时，下游和闸室构成连通器。特点：液体不流动时，液面总相平原理：3液体对 P 点压力相同： F1=F2；面积 S 相同，根据p 左 =p 右 即 gh1=gh2，h 1=h25.注意：（1）以两种液体为例，如果装入的两种液体密度大小相同，则液面
4、最终会相平；（2）如果两种液体密度大小不同，但相互间可互溶，可构成均匀的混合液，则液面依然相平；（3）如果连通器里装有密度不同的且不混合的液体，连通器液面不相平。6.液体压强的传递 帕斯卡原理：如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，如图所示，有： . 例 1：计算水面下 50 cm 处水的压强？例 2： 如图，容器中盛有某液体， pA, pB, pC分别表示 A、 B、 C 三点处液体的压强，则：（ ）A. pA=pB=pC; B. pA=pCpB; C. pApCpB; D. pA=pBF 甲 F 乙 p 丙 p 甲 p 乙CF 丙 F甲 F乙 p 丙 p 甲 p 乙 D
5、F 甲 =F乙 =F丙 p 甲 =p乙 =p丙解：BD。5例 7.如图所示，U 型管内装有水银，向右管中倒入一定量的水后，两管中水银面相差2cm，求此时两管的液面高度差是多少？解：P 左 水银 g(h2h 3) 水银 gh2 水银 gh3P 右 水 gh1 水银 gh4又因为 h3=h4,则有 水银 gh2= 水 gh1将已知量代入可求得 h2=13.6h2=13.62cm=27.2cm则两管中液面高度差为 h=h1h 2=27.2cm2cm=25.2cm例 8. 根据图中所示各容器两侧管中液面的高度，判断同一容器中的两种液体的密度大小。（选填“”、“”或“=”）A 图中 A_B;B 图中 A
6、_B；C 图中 A_B;D 图中 A_B。例 9. 图中是轮船通过船闸时的示意图，可以知道下一步先打开的是_，再打开的是_。6解：由图中轮船船头指向可知船是从上游驶往下游的，而且已经进入闸室。此时，应打开阀门 B，则闸室与下游构成连通器，水从闸室流向下游，当闸室中水面与下游相平时，闸门 D 打开，船驶往下游。【中考解析】1、 如图所示的连通器，甲管的横截面积是 2cm2，乙管的横截面积是 0.5cm2，连通器中装有一些水，水面高度是 15cm，现向甲管中装入 10cm3 的水，问甲管中水面的高度是多少？对甲管中间距管底 8cm 处的 M 点的压强增加了多少？解：甲管中注入 V=10cm3 的水
7、，根据连通器原理，静止后两管液面仍然是相平的，可知甲、乙两管水面升高的高度 h 相同，且满足关系式V=（S 甲 S 乙 ）h，则甲、乙两管中水面高度变为 h=hh=15cm4cm=19cm，M 点增加的压强 P=gh=1.0103kg/m39.8N/kg0.04m=392Pa拓展：此题若改为“向甲管中注入 10cm3 的煤油，其它条件不变，且甲管中仍有水，求乙管中水面到管底的距离是多少？”呢？（ 煤油=0.810 3kg/m3）第一步：作出示意图，MN 为煤油和水的交界面，h1 为 MN 上边甲管中煤油柱的高，h 2 为乙管中（MN 上方）水柱高。第二步：求出 h1,h2。、已知煤油体积 V
8、油=10cm 3，则、由连通器原理，对 MN 平衡面有 P 左 =P 右 ，即 煤油 gh1= 水 gh2，得 h2=4cm.7第三步：求出 h4(h3).根据水的体积不变列等式，未加煤油时水面高为 15cm，则 V 水 =h 水 （S 甲 S 乙 ）=15cm(2cm 20.5cm 2)=37.5cm3;加煤油后，V 水 =S 甲 h3S 乙 (h2h 4)=S 甲 h4S 乙 （h 2h 4）=h 4(S 甲 S 乙 )S 乙 h22.5cm 2h42cm 3=37.5cm3乙中水柱高 h 乙 =h2h 4=18.2cm2、图示为喷泉的示意图，试解释喷泉为什么会涌出？解：由于地形关系，喷泉
9、两端有较高水位，与喷泉出口处构成了连通器。根据连通器原理，为了追求“液面相平” ，水会从出口处喷出。 【配套练习】1.如图，有一试管竖直放置，注入适量的水，在把试管逐渐倾斜的过程中（水不溢出） ，试管底部所受到水的压强( )A、变大 B、变小 C、不变 D、无法确定2.三个实心正方体对水平地面的压强相同，它们的密度分别为 1， 2， 3 且 1 2 3，则这三个正方体对水平地面的压力 F1、F 2、F 3 的大小关系是 ( )A、F 1F 2F 3 B 、F 1F 2F 3C、F 1F 2F 3 D、不能确定3.甲、乙两个正方体放在水平桌面上，它们对桌面的压强相等，压力之比为 9 ：4，则甲、
10、乙密度之比为( )A、2 ：3 B、3 ：2 C、4 ：9 D、1 ：1 4.边长为 0.1m 的正方体金属块，放在面积为 1m2 的桌面上，当用弹簧测力计竖直向上拉金8属块，弹簧测力计读数为 10N 时，金属块对桌面的压强为 4103Pa，则金属块的密度是( )A、510 3kg/m3 B、410 3kg/m3 C 、310 3kg/m3 D、210 3kg/m35.如图，质量和高度相同的甲、乙两圆柱形容器，放在水平桌面上，倒入等量的水后，下列判断正确的是( )A、水对容器底部的压力 F 甲 F 乙 B、容器对桌面的压强 P 甲 P 乙 C、水对容器底部的压强 P 甲 P 乙 D 、容器对桌
11、面的压力 F 甲 F 乙 6.在烧杯内盛适量的水，把一木块慢慢放入水中，当木块静止时，水对杯底的压强比未放入木块前压强( )A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断7.如图，水塔中水面距地面高 H，水龙头距地面高 h，水龙头受到水的压强是( )A、 水 gh B、 水 gH C 、 水 g(H+h) D 、 水 g(H-h) 8.甲、乙两个相同容器放在水平面上，甲盛有盐水，乙盛有酒精，两容器底受到液体的压强相等，若图中所示的 A、B 两点等高，这两点处液体产生的压强分别为 PA 和 PB，则 PA和 PB 的大小关系是( )A、P AP B B、P AP B C、P AP B D 、条件不足
12、，无法确定9.如图，两支相同的试管甲和乙，管内盛有相同质量的不同液体，甲管竖直放置，乙管倾斜放置，但两管的液面相平，即液面到管底的高度 h 相等，则两管中液体对管底的压强 P甲 和 P 乙 的大小关系是( )9A、P 甲P 乙 B、P 甲P 乙 C、P 甲P 乙 D、以上三种情况都有可能10.在两个完全相同的容器里分别盛有质量相等的水和酒精，如图所示，下面说法中正确的是( )A、甲中盛的是水，乙中盛的是酒精 B、它们对底部的压强相等C、在离容器底部相同高度的 A、B 两点液体压强相等 D、它们对容器底部的压力相等11.水塔中水面距离地面高度为 40m，某水龙头受到水的压强为 2.94105Pa
13、，求此水龙头离地面高度是多少？12. （2010 年重庆，20 题）新中国六十周年国庆阅兵式上的各种新武器、新装备，展示了我国人民军队的高科技成果。其中的某型号的两栖步兵战车如图 20 所示，战车质量为22t，履带着地总面积为 4m2。 （g=10N/kg, 水 =1.0103kg/m3）(1)该战车在天安门长安街上接受检阅时，对水平地面的压强为多少？（不计战车上人的质量）（2）该战车具有水上打击目标和运送的功能，在一次水上演习中，战车排开水的体积为23m3,则战车受到水的浮力为多大？（3）在这次水上演习中，战车某处在受到水的压强为 1.5104Pa，则该处的深度为多少？(1)5.5104Pa
14、(2)2.3105N(3)1.5m13. （2010 年甘肃兰州，31 题） （6 分）如图 21 所示，水塔与自来水管组成连通器，若水塔内水面高度 h1=18m，五楼住户水龙头出水口高度 h2=13m，四楼住户水龙头出水口高度h3=10m，水龙头出水口直径为 2cm。求：（1）四楼住户水龙头出水口处，水的压强是多少？（2）四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少？（g 取 10N/kg）图 21答案：P=g(h 1-h3)=1.0103kg/m310N/kg8m=8104 帕，10S=r 2=3.14（110 -2m） 2=3.1410-4m2,F=PS=8104Pa3.1410-4m2=25
15、.12N。14. （ 2010 重庆綦江，20 题）如图甲所示的平底薄壁玻璃杯，底面积为 310-3m2，装满水后水深 0.1m。现将一个 510-5m3 的木块缓慢放入水中，静止后木块有 的体积浸在水5中（如图乙） 。水的密度 1.0103kg/m3，取 g=10N/kg。求：（1）放入木块前水对杯底的压强是多少？（2）放入木块后木块所受的浮力是多少？（3）放入木块后水对杯底的压力是多少？解：（1）水对杯底压强 31.0/10/.10pghkgmNkgPa（2）木块所受浮力 53./.FVmN浮 水 排（3）水对杯底的压力 3210pSPa15. （2010 江苏泰州，27 题）用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素” ；图 19 所示压强计是通过 U 形管中液面的_来反映被测压强大小的使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果 U 形管中的液体能灵活升降，则说明装置_（选填“漏气”或“不漏气” ） 。图 20 甲、乙、丙、表示探究过程中的三个情景容器中的液体、金属盒插入的深度以及 U 形管中液面情况，都可以从图上看出比较图 _可知液体压强大小与深度有关；比较图_可知液体压强大小还与液体的密度有关。高度差 不漏气 甲和乙 乙和丙16. （2010 江苏南通，28 题）如图所示，水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器
