人教版八年级下册第九章 压强9.2 液体的压强优秀第1课时学案设计

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1. 经历探究液体压强的特点的实验过程，认识液体压强与液体深度和密度的关系，能准确陈述液体压强的特点。会利用液体压强的特点解释有关现象。
2. 能熟练写出液体压强公式，并能进行简单计算。
【学习重点】
液体压强的特点和液体压强的大小。
【学习难点】
应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．液体产生压强的原因：液体受到 作用，对支持它的容器底部有压强；液体具有 ，对容器侧壁有压强。
2. 液体内部向各个 都有压强。
3. 压强计：是测量液体内部 的器材；放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体的压强越大，U形管左右两侧液面 越大。
4. 液体压强的特点：
①在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都 。
②深度越深，压强越 。
③液体内部压强的大小还跟液体的 有关，在深度相同处，液体的密度越大，压强越 。
5. 液体压强的大小：p＝ 。由该式可知：液体压强的大小只与液体的 和液体的 有关, 而与液体的体积、质量 ，与浸入液体中物体的密度 （选填“有关”或“无关”）。
【合作探究】
探究一、液体压强的特点
1. 液体内部向各个方向都有压强
（1）现象探究
①实验一：如图所示，有一个两端开口的玻璃圆筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原来与筒口相平，当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。表明水对容器的 有向下的压强。
②实验二：如图2所示，在装有红墨水的饮料瓶的四周侧壁上钻几个小孔，会发现水从这些小孔中喷射出来，说明水对 有压强。
③实验三：如图3所示，选取一柱状容器，在容器口插入胶管（或玻璃管），分别在容器的上表面、侧面和底部钻孔。先用胶带封住这些小孔，再将水沿管注入容器中，让水面高出容器口一段高度，同时扯下胶带，观察水喷射的情况。
水从底部流出，说明液体内部有向 的压强；水从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对 有压强；容器上表面有水向上喷出，说明水内部也有向 的压强。
④实验四： 如图4所示，将底部和侧壁套有橡皮膜的空塑料瓶竖直压入水中，观察橡皮膜的变化情况。
实验中竖直向下按压瓶子时，底部和侧壁的橡皮膜向瓶内凹，表明水内部向 都有压强。
（2）实验结论：液体内部向各个方向都有压强。
（3）液体产生压强的原因：液体受到 ，对容器底部有压力，所以会产生压强；液体具有 性，所以对容器侧壁有压强。
2. 压强计
（1）作用：测量液体内部 。
（2）构造：观察下图可知，液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分组成。
（3）原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生 ，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越 。这运用了科学方法中的 法。
（4）压强计的使用
①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否 。常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明 ；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。
②当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是 的，若出现高度差，需要将橡皮管取下，再重新安装。
③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接。
3. 实验探究：液体内部压强的大小有什么特点
【提出问题】液体压强的大小可能与哪些因素有关？
【猜想和假设】
猜想1：潜水越深，需要的装备越坚固，液体压强的大小是否与深度有关？
猜想2：水越多，重力越大，液体压强的大小是否与液体的质量有关？
猜想3：液体的压强是由液体产生的，压强的大小是否与液体的种类有关？
猜想4：液体压强的大小是否与液体内部的方向有关？………
【设计实验】
（1）实验器材：压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。
（2）运用控制变量法探究
①保压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差。
②控制液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变，逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。
③把压强计的探头放入盐水中，控制探头的深度不变、在盐水中的方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。
【进行实验与收集证据】
操作1：保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。
操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3
操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对某一方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。实验现象：Δh水＞Δh酒精
【分析论证】
①由操作1可得出：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强 。
②由操作2可得出：同种液体，液体内部的压强随 的增加而增大。
③由操作3可得出：液体内部的压强跟液体 有关。深度相同时，密度越大，液体内部的压强越 。
【实验结论】 液体压强的特点
①在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。
②深度越深，压强越大。
③液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同处，液体的密度越大，压强越大。
【交流讨论】
（1）探究中用到的方法
①转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
②控制变量法：探究液体内部的压强与 的关系；探究液体内部压强与 的关系；探究液体内部压强与 的关系。
（2）U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。
（3）探究液体的压强与液体质量的关系
【演示实验】取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。
可以看到，橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量 ，而与液体 有关，深度越大，压强越大。
4. 与液体压强有关的现象
（1）在医院输液时，要把药液提高到一定的高度。
（2）修建水坝时上窄下宽；
（3）“蛟龙”号潜水器下潜深度最大为7062米。
（4）潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。
【例题1】如图所示是用压强计“研究液体内部的压强”的实验装置。
（1）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲，其调节的方法是 （选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平；
A．将右侧支管中高出的水倒出 B．取下软管重新安装
（2）比较图中的乙和丙图，可以得到：液体的压强与 有关。比较图中 两图，可以得液体的压强与液体密度有关。
探究二、液体压强的大小
1. 研究方法——“理论推导法”
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”S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的 力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。计算这段液柱对“平面”产生的压强，就能得到液面下深度为h处的压强。
2. 推导液体压强的大小
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
这个液柱体的体积 V=
这个液柱的质量 m=ρV=
这个液柱对平面的压力 F=G=mg=
平面S受到的压强 p= eq \f(F,S) =
因此，液面下深度为h处液体的压强为 p=
3. 进一步理解 p=ρgh
（1）压强公式中的物理量及其单位
ρ表示液体的 ，单位为千克/米3（kg/m3）
h表示液体的 ，单位为米 (m）
g为常数，大小为9.8N/kg
p表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa）。
公式中的物理量单位全部使用国际单位。
（2）深度h：指液面到某点的 距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为50cm，A点的深度为 cm。
（3）影响液体压强大小的因素
根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体 和 有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
（4）帕斯卡破桶实验
帕斯卡在1648年，曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了。
【分析】由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的深度h，从而对水桶产生很大的 ，这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。
“帕斯卡裂桶实验”说明：同种液体产生的压强取决于液体的深度，与液体的质量、重力等因素无关。
【例题2】有人说，“设想你在7 km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力！”海水压力真有这么大吗？请通过估算加以说明。
【精讲点拨】
1. 液体压强公式P＝ρgh是经过理论推导得出的，但具有普遍意义，可以计算任意液体在某一深度的压强。当然计算液体的压强也可以用p=F/S。
2. 液体内部压强压强的特点
（1）液体内部向各个方向都有压强，并且同种液体在相同深度处向各个方向的压强相等。
（2）液体内某点的压强只与液体的密度和该点的深度有关，与液体的质量、液体的体积、形状等因素无关。
3. 理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究点到自由液面的竖直距离，不一定是高度，做题时一定要分清所给数据是深度还是高度。
4. 比较液体压强大小的方法
（1）同种液体：深度相同，压强相等；深度不同，深度h越大，压强p越大。
（2）不同液体：深度相同，密度ρ越大，压强p越大；深度不同，根据p=pgh判断。
【归纳整理】
第2节 液体的压强

【课堂练习】
1．如图所示，平静的湖中，下列哪处水的压强最大（ ）

A. a B. b C. c D. d
2. 同种液体内部的压强随 的增加而增大。如图所示，容器中盛有水，则A处的深度是 cm，B处水产生的压强是 Pa（g取10N/kg）。
3．如图所示，装有水的塑料袋底部发生了形变，这是因为水受到 力的作用，从而对塑料袋底部产生压强；若用手挤压袋子的侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有 性，所以对塑料袋侧壁也产生了压强：在水中不同位置的Ａ、Ｂ两点，受到水的压强较大的是点 处。
4. 用图所示的装置探究液体内部压强的特点，下列做法能使U形管两边液面高度差变小的是（ ）
A．将金属盒在水中的位置上移
B．将金属盒在原位置转动180°
C．将金属盒的位置向左移动
D．保持金属盒的位置不动，向杯中加入适量水
5. 如图所示，容器中装有一定量的水，容器底面积为200cm2，则A点所受的水的压强为 Pa，水对容器底的压力为 N。（取g＝10N/kg）
6. 如图所示，A、B两个内径相同的玻璃管内盛有同种液体，当A管竖直，B管倾斜放置时，两管液面高度相同，下列说法正确的是（ ）
A．A管中液体对管底的压强比B管中液体对管底的压强小
B．A管中液体对管底的压强比B管中液体对管底的压强大
C．A管中液体对管底的压强和B管中液体对管底的压强相等
D．A管中液体的质量比B中管中液体的质量大
7．“厉害了我的国！”2020年我国自主研制的“海斗一号”多次下潜至万米深海，完成了声学测线、布放标志、沉积物取样、高清摄像等一系列科考任务。（g＝10N/kg，海水的密度近似取ρ海水＝1.0×103kg/m3）
（1）“海斗一号”下潜至离海平面10000m深处观察摄像，观察窗面积近似取400cm2，请估算观察窗在该深度所受海水的压力；
（2）“海斗一号”广泛使用了新材料，新材料具有很多的优良性能，例如：抗腐蚀性强。请你再举出一例在“海斗一号”中新材料所具有的优良性能。
8. 小明在探究“液体压强的特点”实验中，进行了如图的操作：
（1）实验前，应调整U型管压强计，使左右两边玻璃管中的液面 ；如果在使用压强计前，发现U型管中液面已经有高度差，应该通过 方法进行调节（请从下列选项中选择）。
A. 从U型管内向外倒出适量水 B. 拆除软管重新安装 C. 向U型管内加适量水
（2）甲、乙两图是探究液体压强与 的关系。
（3）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择图中 两图进行对比。
（4）在图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向 的压强大小关系。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？