第二节 科学探究液体的压强2课时

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·单位：P：Pa，ρ：kg/m3，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，G=mg=ρVg=ρShgPS=ρShg P=ρgh·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=ρgh的区别（1）适用于固体、液体、气体的压强及相关计算；（2）p=ρgh只适用于液体压强的计算.2.液体压强特点：①液体对容器底和侧壁都有压强；○2液体内部向各个方向都有压强；○3液体的压强随深度的增加而增大；○4在同一深度，液体向各个方向的压强相等；○5在同一深度，液体密度越大，压强越大。

3.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①定义：上端开口，下部相连的容器．②实例：船闸、茶壶、锅炉水位计、下水管道、通风巷道、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。

③特点：液体不流动时，液面总相平．④原理：·液体对P点压力相同：F1=F2；面积S相同，根据p左=p右即ρgh1=ρgh2，∴h1=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，p A, p B, p C分别表示A、B、C三点处液体的压强，则：（）A. p A=p B=p C;B. p A=p C>p B;C. p A>p C>p B;D. p A=p B<p C例3：如图，求液体内各点处的压强。

例4、(2002年龙岩市中考试题)一个空药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸入水中，一次瓶口朝上，另一次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，如图所示，那么（）A．瓶口朝上时，橡皮膜内凹；瓶口朝下时，橡皮膜外凸B．瓶口朝上时，橡皮膜外凸；瓶口朝下时，橡皮膜内凹C．每次橡皮膜都向内凹；瓶口朝上比瓶口朝下橡皮膜凹进得多D．每次橡皮膜都向内凹；瓶口朝下比瓶口朝上橡皮膜凹进得多解：D。

例5、(2002年北京市朝阳区中考试题)图所示的薄壁容壁，其底面积为100cm2，装了重24.5N的水后，水面距容器底部20cm，则水对容器底部的压力、压强分别为（）A．24.5N，2.45×103Pa B．24.5N，0.245PaC．1.96×105N，1.96×103Pa D．19.6N，1.96×103Pa解：D。

例6、有一侧壁可活动，密闭性能好的容器，如图。

容器内盛有一定液体，若将容器改成图中乙、丙两种形状。

设在三种情况下液体对容器底压力为F甲、F乙、F丙，压强为p甲、p乙、p丙；容器对支承面压力为F′甲、F′乙、F′丙，压强为p′甲、p′乙、p′丙，则下列关系正确的是（）A．F甲=F乙=F丙p甲=p乙=p丙B．F丙>F甲>F乙p丙>p甲>p乙C．F′丙>F′甲>F′乙p丙>p甲>p乙D．F′甲=F′乙=F′丙p′甲=p′乙=p′丙解：BD。

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＝ρ水银g(h2＋h3)＝ρ水银gh2＋ρ水银gh3P右＝ρ水gh1＋ρ水银gh4又因为h3=h4,则有ρ水银gh2=ρ水gh1将已知量代入可求得·h2=13.6h2=13.6×2cm=27.2cm则两管中液面高度差为Δh=h1－h2=27.2cm－2cm=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ρA_____ρB;B图中ρA_____ρB；C图中ρA_____ρB;D图中ρA_____ρB。

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_______。

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ΔV=10cm3的水，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Δh相同，且满足关系式ΔV=（S甲＋S乙）·Δh，则∴甲、乙两管中水面高度变为h′=h＋Δh=15cm＋4cm=19cm，M点增加的压强ΔP=ρgΔh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.04m=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？（ρ煤油=0.8×103kg/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，h2为乙管中（MN上方）水柱高。

第二步：求出h1,h2。

①、已知煤油体积V油=10cm3，则②、由连通器原理，对MN平衡面有P左=P右，即ρ煤油gh1=ρ水gh2，得h2=4cm.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×(2cm2＋0.5cm2)=37.5cm3;加煤油后，V水=S甲·h3＋S乙(h2＋h4)=S甲·h4＋S乙（h2＋h4）=h4(S甲＋S乙)＋S乙h2＝2.5cm2×h4＋2cm3=37.5cm3乙中水柱高h乙=h2＋h4=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ρ1，ρ2，ρ3且ρ1＞ρ2＞ρ3，则这三个正方体对水平地面的压力F1、F2、F3的大小关系是()A、F1＝F2＝F3B、F1＜F2＜F3C、F1＞F2＞F3D、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、乙密度之比为( )A、2 ：3B、3 ：2C、4 ：9D、1 ：14.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属块，弹簧测力计读数为10N时，金属块对桌面的压强为4×103Pa，则金属块的密度是( )A、5×103kg/m3B、4×103kg/m3C、3×103kg/m3D、2×103kg/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、ρ水ghB、ρ水gHC、ρ水g(H+h)D、ρ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、PA ＝PBB、PA＜PBC、PA＞PBD、条件不足，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( )A、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2.94×105Pa，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,ρ=1.0×103kg/m3）水(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1.5×104Pa，则该处的深度为多少？(1)5.5×104Pa(2)2.3×105N(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。