人教版八年级下册第九章 压强9.2 液体的压强优秀第2课时导学案

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1. 能说出连通器的特点，并能举出一些常见连通器的实例。
2. 会分析计算液体产生的压力。
【学习重点】连通器原理与应用。
【学习难点】船闸的工作原理。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．连通器：上端 、下端 的容器叫做连通器。特点是：连通器里装同种液体，当连通器里的液体 时，各容器中的液面总保持 。
2. 生活中常见的连通器，例如茶壶、锅炉水位计等它们都是利用连通器的特点来实现自己的功能的。请你再举一些连通器的实例： 、 等。
3. 液体对容器底部的压力与容器形状的关系
（1）在柱形容器中，液体对容器底的压力大小 液体自身的重力。
（2）在口大底小的容器中，液体对容器底的压力 液体自身的重力。
（3）在口小底大的容器中，液体对容器底的压力 液体自身的重力。（以上均选填“大于”、“等于”或“小于”）
【合作探究】
探究一、连通器
1. 连通器
（1）连通器的概念：上端 、下端 的容器叫做连通器。
注意连通器的特征：底部互相连通；容器上端都开口；与形状无关。
（2）连通器的特点
①实验探究：如下图所示，将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起，管中注入适量的水，将其中一根玻璃管固定在铁架台上，手持另一根玻璃管，做成一个连通器，当在连通器中注入水后，就可以研究连通器的特点。
在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高、降低或倾斜，待水面静止时观察两筒中水面高度。发现当水静止时，两筒中水面总是相平。
②连通器的特点：连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是 的。
【想一想】为什么当液体静止时，连通器中的各个部分液面总是相平的？
③利用液体压强知识解释连通器的特点
在连通器中，设想在容器底部连通的部分有一“液片”AB，这是运用了物理学中的“理想模型”法。因为液体不流动时，液片AB处于平衡状态，所以液片两侧受到 相等：F1=F2
根据压强公式p=F/S可知：F1=P1S F2=P2S
所以液片两侧受到压强相等：p1=p2
又因p1= p2= ρgh1 =ρgh2
所以h1=h2， 即两管液面相平。
2. 连通器的应用
（1）茶壶：茶壶的壶身与壶嘴构成 ，如果壶嘴太高，则倒不出水；如果壶嘴太低，则装不满水，如图所示。

（2）锅炉水位计：能通过观察水位计的玻璃管中的水位了解锅炉内的水位，如图所示。
（3）洗手间下水管：U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下水管进入洗手间内，如图所示。

（4）乳牛自动喂水器：储水槽与饮水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，如图所示。
（5）水塔的供水系统：水塔和自来水管道构成连通器，水塔中的水位比水龙头处高，打开水龙头时由于水位要保持相平，水便从水龙头处流出。
（6）过路涵洞：涵洞和两侧的水渠构成连通器，引水灌溉时，渠水从路面下面的涵洞穿过公路，如图所示。

3．三峡船闸
【想一想】三峡大坝高185米，长2309.5米，是世界上最大的水力发电站，但也带来了航运方面的问题，那轮船是怎样翻过三峡大坝的呢？
原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸，下面我们一起看看轮船是怎样“翻过”大坝的。
（1）船闸的基本构造
船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成（见甲图）。
（2）船闸的工作过程
①分析一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
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 .
乙：闸室水面上升到和上游水面 后，打开上游闸门，船驶入闸室.
下游闸门 闸室 上游闸门

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 .
丁：闸室水面下降到跟 游水面相平后，打开下游闸门D，船驶向下游.

②自己分析轮船由下游通过船闸驶往上游的情况。
（3）三峡船闸
三峡船闸总长1 621 m。是世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过5个闸室使船体逐次升高（或降低）。每个闸室水位变化超过20 m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近40 m，宽近20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人都用1 000 N的力来顶着门，也抵挡不住水的压力，可见水对闸门压力之大。为此，三峡船闸的闸门足足有3 m厚，无愧是“天下第一门”。
【例题1】如图所示，U形管一侧盛有煤油，另一侧盛有水（ρ煤油<ρ水），阀门关闭时，液面相平，此时该装置 （选填“是”或“不是”）连通器，当把阀门打开时，将会发现液体 （选填“向左流动”“不流动”或“向右流动”）。
【例题2】三峡大坝是我国的宏伟工程。
（1）船闸是利用_________的原理工作的。如图1是轮船开往下游时进入闸室后，欲到下游时的示意图，下一步应先打开 ______，再打开 ______。（选填“阀门A”、“阀门B”、“闸门C”或“闸门D”）
（2）如图2所示，大坝设计成了上窄下宽的形状，原因是_______。
探究二、液体产生的压力
因为液体具有流动性，所以倒入容器中时，对容器底部的压力大小与容器的形状有一定的关系。
1. 液体对容器底部的压力与容器形状的关系
（1）三种常见不同形状的容器
甲是柱形；乙是口大底小形；丙是口小底大形。

甲 乙 丙
（2）柱形容器
设柱形容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p= 液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS =_______
结论：在柱形容器中，液体对容器底的压力大小 液体自身的重力。
（3）口大底小形容器

设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS（hS相当于右图中红色部分液体的体积）
因为hS＜V液，所以F＜
液体对容器底部的压力 F＜G液
结论：在口大底小形容器中，液体对容器底的压力 液体自身的重力。
（4）口小底大形容器

设容器的底面积为S，内盛有密度为ρ、深度为h的液体。
则液体对容器底部的压强为 p=ρgh
液体对容器底部的压力F=pS=ρg hS（hS相当于右图中红色部分液体的体积）
因为hS＞V液，所以F＞
液体对容器底部的压力为 F＞G液
结论：在口小底大形容器中，液体对容器底的压力 液体自身的重力。
（5）总结：液体对容器底的压力与容器形状的关系
2. 分析液体对容器底部压力大小的方法
（1）在柱形容器中，液体对容器底的压力大小 液体重力（选填“等于”或“不等于”）。在计算或讨论直柱形容器底所受压力时，一般根据F=G液体或F=pS进行计算（根据题目提供的条件选择）。
（2）在非柱形容器中，液体对容器底的压力大小 液体重力（选填“等于”或“不等于”）。在计算或讨论非柱形容器底所受压力时，一般要先计算压强p=ρgh，然后再根据F=pS计算压力。
【例题3】将一未装满饮料的密闭饮料杯，先正立放置在水平桌面上，如图甲所示，饮料对杯底的压强是p1，对杯底的压力是F1；再将饮料杯倒立放置，如图乙所示（图中没有画出饮料液面的位置），饮料对杯底的压强是p2，对杯底的压力是F2，则p1 ___ p2， F1_____ F2。（选填“>” 、“<” 或“=”）
甲
乙

【精讲点拨】
1. 连通器液面相平的条件：连通器里只有同种液体且液体静止。连通器里如果盛有两种不同液体时，液面不相平。
2. 各种连通器都是利用连通器的特点来实现自己的功能的。
3. 液体对容器底部的压力与容器的底面积和底部受到的压强有关，与液体自身的重力无关。
（1）在柱形容器中，液体对容器底的压力大小等于液体自身的重力。
（2）在口大底小的容器中，液体对容器底的压力小于液体自身的重力。
（3）在口小底大形容器中，液体对容器底的压力大于液体自身的重力。
4. 计算液体对容器的压力时，一般先由公式P＝ρgh算出压强，再由公式P=F/S，计算压力。
【归纳整理】
第2节 液体的压强（2）

【课堂练习】
1. 如图的装置中，两端开口的U形管装有一定量的水，将A管稍向右倾斜，稳定后B管中的水面将（ ）

A．低于A管中的水面 B．高于A管中的水面
C．与A管中的水面相平D．以上三种情况均有可能
2. 下列各图不属于连通器的是（ ）
A． 排水管的反水弯 B． 锅炉的水位计
C． 探究液体压强的实验装置 D． 水壶
3. 如图所示，两容器间用一细管连接，细管上装有一个阀门K，现两容器中装有液面相平的水，当打开阀门后，水将（ ）

A．从甲流向乙 B．从乙流向甲 C．静止不动 D．无法确定
4. 如图，当船从上游往下游行驶时：先打开阀门 ，使上游和闸室形成一个 ，闸室水位升高，与上游水面高度相等，再打开闸门 使得船能够进入闸室。

5. 我国经济快速发展，很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点，纷纷为自己的产品做广告，但有些广告制作却忽视了其中的科学性. 如图所示的广告中各有一处科学性的错误，请你找出来，并简要说明它违背了什么物理原理或规律.
甲图错误： ，它违背了 ；
6．在底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙分别倒入质量相同、密度不同的a、b、c三种液体后，液面高度相同，如图所示，液体密度最大的是 ；三容器中底部所受液体压强分别为p甲、p乙、p丙，它们的大小关系是 ；三容器中底部所受液体压力分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系是 。

7．一个底面积为0.01m2的茶壶中盛有深0.2m的水。（ρ水=1×103 kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）如图所示，当茶壶中的水静止时，壶身和壶嘴内水面总是保持相平，利用的是 原理。
（2）水对容器底的压强；
（3）水对容器底的压力。
8．构建理想模型是一种物理研究方法。如图甲所示，我们可以假想在连通器的底部有一个小“液片”AB，它处于静止状态。
（1）请结合图甲，运用所学的物理知识推导证明：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是相齐平的；
（2）如图乙所示，连通器左右两管粗细相同且足够高，水平细管足够长，中间有一可无摩擦移动的活塞。活塞左侧管中盛酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3），活塞右侧管中盛水（ρ水=1.0×103kg/m3）刚开始时，活塞被螺栓固定不动，左右两管中的液面齐平。求此时酒精对容器底部产生的压强大小；（g取10N/kg）
（3）如图乙所示，如果打开螺栓，松开活塞，连通器内的液体会流动，当连通器内的液体重新稳定下来静止时，求右管中面高度的变化量∆h大小。（不考虑酒精和水接触时的扩散现象，即二者总体积不变）
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？容器形状
容器底所受
压力与液体重力的关系
F G液
F G液
F G液
结论
液柱对容器底部的压力只等于
以其底面积大小形成的 的重力。