华师大版科学八年级上册 2 2液体压强及其应用 学案

2.2液体压强及其应用知识点及考点概述：考点1——液体压强考点2——影响液体压强的因素考点3——探究液体压强的特点考点4——连通器原理考点5——帕斯卡定律的应用二．考点举一反三〖考点1〗液体压强〖方法点拨〗液体压强：液体内部受到的压力的作用效果液体压强公式p=ρ液gh〖例题1〗如图所示的实验能（

）说明甲杯装的液体密度较乙杯的小测量出当地的大气压强数值说明液体内部同一深度各个方向的压强关系说明此时甲杯液体中探头承受的压强较大【答案】C【解析】根据图片描述的实验过程分析判断。

【解答】图中的仪器叫液体压强计，可以比较液体压强的大小。压强计上的金属盒在液体内部的同一深度，但方向不同，根据U形管两侧液面的高度差就可以判断压强的大小，因此可以说明液体内部同一深度各个方向的压强关系，故C正确，而A、B、D错误。〖变式1-1〗如图所示三个容器，若都装入相同质量的酒精，则酒精对容器底部的压力（

）A.

一样大

B.

A最大

C.

B最大

D.

C最大【答案】B【解析】液体对容器底部的压力与容器的形状有关。如果容器上下粗细一致，那么液体对容器底部的压力等于液体重力；如果下口大，那么液体对容器底部的压力大于液体重力；如果下口小，那么液体对容器底部的压力小于液体重力，据此分析判断。

【解答】三个容器内酒精质量相等，根据G=mg可知，那么酒精的重力相等。A容器下口大，那么酒精对容器底部的压力F＞G；B容器粗细相同，那么酒精对容器底部的压力F=G；C容器下口小，那么酒精对容器底部的压力F＜G。因此酒精对容器底部的压力最大的是A。〖变式1-2〗在探究实践创新大赛中，小明同学展示了他的“液体压强演示仪”，其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管，将此装置放于水中，通过橡皮膜的凹凸程度变化，探究液体压强规律，图中描述的几种橡皮膜的变化情况，其中正确的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】（1）橡皮膜总是向压强较小的方向凸起；（2）在液体内部，压强向各个方向，据此分析判断。【解答】当橡皮膜浸没在水中时，它会受到水的压强。由于水的压强大于里面气体的压强，所以橡皮膜会向玻璃管的内部凸起，故A、C、D错误，而B正确。

〖变式1-3〗为了研究液体内部压强的特点，小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时，U形管液面相平，现将两探头分别放在甲、乙容器内，且容器中分别装有两种不同的液体，当两探头所处的深度相同时，U形管中的液面位置如图所示，则p甲________p乙(选填“＞”“＜”或“＝”)；若要使U形管中的液面再次相平，应________(选填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。【答案】＞；增大【解析】（1）在U形管压强计中，哪个玻璃管内的液柱高度小，那么它的橡胶膜上受到的压强大，据此比较甲和乙的压强大小；（2）如果要使液面相平，那么就要减小原来大的压强，或增大原来小的压强。〖考点2〗影响液体压强的因素〖方法点拨〗影响液体压强的因素有：液体的密度和液体深度p=ρ液gh分析两种液体对试管底部压强的大小〖例题2〗重庆大巴落水事件让无数人揪心又痛心，这起事故同时又警醒我们，当发生汽车落水时，究竟该怎么办？我们要做的就是抓紧时间离开汽车，具体可按照以下步骤进行：①启动门窗升降系统，把车窗降下来，直接爬出车窗。③如果车窗、车门已打不开，就需用铁锤等尖锐器械砸窗，这是因为尖锐的器械________产生的压强大，容易打碎玻璃。③如果车窗打不碎，就不要推车门，以免力气耗光，可静静等待车子进水。当车内的水深度接近头部时，车门两侧________几乎相等，这时车门容易被打开，此时深吸一口气，推开车门。另外，开车时应系好安全带，避免落水后冲击力过大，人因为具有________而撞向方向盘，可能会被撞得头破血流甚至晕厥。

【答案】面积小；水的深度；惯性【解析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；（2）根据液体压强公式p=ρ液gh可知，当车门内外水的深度相同时，水对车门向内和向外的压强相等，二者相互抵消，此时推门最省力；（3）物体保持运动状态不变的性质叫惯性。

【解答】②如果车窗、车门已打不开，就需用铁锤等尖锐器械砸窗，这是因为尖锐的器械受力面积小产生的压强大，容易打碎玻璃。③如果车窗打不碎，就不要推车门，以免力气耗光，可静静等待车子进水。当车内的水深度接近头部时，车门两侧水的深度几乎相等，这时车门容易被打开，此时深吸一口气，推开车门。④另外，开车时应系好安全带，避免落水后冲击力过大，人因为具有惯性而撞向方向盘，可能会被撞得头破血流甚至晕厥。

〖变式2-1〗两支完全相同的试管中装有甲、乙两种不同的液体（如图），液体的质量相同，液柱等高。则它们对试管底部的压强P甲________P乙（填“=”、“>”、“<”）。【答案】>【解析】首先根据公式ρ=mV分析两种液体的密度大小，然后根据公式p=ρ【解答】根据图片可知，液体的体积V甲<V乙，根据公式ρ=mV可知，当质量相同时，密度与体积成反比，因此ρ甲>ρ乙；液柱等高，即h甲=h乙，据公式p=ρ液gh可知，当深度相同时，液体压强与密度成正比，因此它们对试管底部的压强p甲>p〖变式2-2〗学校课外兴趣小组想制作一个能产生持续喷泉的实验装置，他们设计的实验装置示意图如图所示，要在瓶内产生高度恒为h的喷泉，那么甲乙两个容器水面的高度差H与喷泉高度h的关系必须满足________

，瓶内液面上的压强P必须________。【答案】H＞h；p＞ρ水gh【解析】根据二力平衡的知识和液体压强公式p=ρgh进行分析即可。

【解答】（1）设烧瓶内液面上方空气的压强为p′，在瓶内产生高度恒为h的喷泉时，由于喷泉喷出液面后，还可以上升h，我们可以把它看成一个管子内的水能上升h，则应满足的条件是：甲容器中：p0＞p′+ρ水g（h+s）

①乙容器中：p′+ρ水g（H+s）＞p0

②

①+②化简得到：H＞h。（2）由于在瓶内产生高度恒为h的喷泉，瓶内液面上的压强p′可以等于0，也可以大于0．则管子内的水柱在液面处的压强大小与液面上方的空气压强有关，如果烧瓶内液面上方空气的压强为0，则p=ρ水gh，如果烧瓶内液面上方空气的压强大于0，则p＞ρ水gh。〖变式2-3〗某玻璃瓶的侧壁上有高度不同的甲、乙、丙、丁四个用橡皮塞塞住的小孔，瓶口插有一根两端开口的导管，瓶口密封，瓶内未装满水，管内外水面如图所示。如果在甲、乙、丙、丁四个小孔处选择任何一处拔出橡皮塞，则（

）A.

只有丁会有水流出

B.

只有丙或丁会有水流出

C.

只有甲不会有水流出

D.

都会有水流出【答案】B【解析】（1）一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大；在同一深度，液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关，密度越大，压强越大。（2）要使水流出，小孔处的压强应大于瓶外的大气压。

【解答】瓶口用橡皮塞盖紧，瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管，管內水面比管外低，则管内水面处的大气压等于瓶内水面上的气体压强与管内外水面的高度差的水的所产生的压强，所以，瓶内水对乙处产生的压强等于外界气压，瓶内水对甲处产生的压强小于外界气压，瓶内对水丙、丁两处产生的压强大于外界气压。如果在甲、乙、丙、丁四个小孔处拔出橡皮塞，甲、乙处无水流出，丙或丁会有水流出。

〖变式2-4〗如图所示，往上宽下窄的杯子中匀速注水直至注满。下列表示此过程中杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线，其中合理的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】【分析】根据公式p=ρ液gh可知，液体的压强与深度成正比。首先根据容器的形状分析水面高度h的变化规律，然后再根据前面的规律确定容器底部压强的变化规律即可。【解答】如果这个杯子是上下粗细一致的，根据V=Sh可知，水面的高度与注水时间成正比。根据公式p=ρ液gh可知，杯子底部受到的压强与注水时间就成正比，即p-t图像是一条斜线。而现在容器上口大下口小，因此水面的上升速度越来越小，那么容器底部压强的增大速度也越来越小，即对应图像的点总在对应直线的下方，所以图线越来越向横轴偏转，故B正确，而A、C、D错误。

〖考点3〗探究液体压强的特点〖方法点拨〗液体压强的特点有：液体内部各个方向上都有压强。相同深度，液体各个方向上的压强相等〖例题3〗.如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置图。（1）如图甲所示，压强计是通过U形管中水面的高度差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形管中的水面能灵活升降，则说明该装置________(选填“漏气"或“不漏气”)。（2）比较图乙，图丙和图丁，可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强________

。（3）若增加一种液体，则还可探究：“液体内部压强与________的关系”。【答案】（1）不漏气（2）相等（3）液体密度【解析】（1）如果压强计的内部不漏气，那么橡皮膜上受到压强时，里面的空气受到挤压，液柱的高度差就会增大；松手后，橡皮膜上压强小时，里面的空气体积增大压强减小，液柱的高度差就会消失；（2）分析乙、丙和丁中哪个因素发生改变即可；（3）根据控制变量法的要求分析。【解答】（1）如图甲所示，压强计是通过U形管中水面的高度差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形管中的水面能灵活升降，则说明该装置不漏气；（2）比较图乙，图丙和图丁可知，同一种液体（水），橡皮膜深度也相同，而朝向不同，因此得到结论：在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。（3）液体压强受到深度和液体密度大小的影响，如果保持深度相同，而改变液体的密度，那么可以探究液体内部压强与液体密度的关系”。〖变式3-1〗“探究影响液体压强大小因素”的实验，学生们设计了如图所示的实验探究方案，图(a)(b)(d)中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。（1）实验中液体压强的大小变化是通过比较________来判断的，这种方法通常称为转换法。（2）由图(a)和图________两次实验数据比较可以得出：液体的压强随深度的增加而增大。（3）由图(a)和(d)两次实验数据比较可以得出：________。【答案】（1）U型管两侧液面的高度差（2）c（3）深度相同，液体的密度越大，液体的压强越大【解析】（1）在实验中液体压强的大小变化不易直接测量，可以寻找液体压强的变化会引起哪些物理量发生变化，看能否通过形象直观的变化来反应液体压强的大小变化；（2）根据公式P=ρgh，液体的压强与液体的深度和密度都有关系，比较图中U形管的高度差，判断液体压强大小．（3）分析图（a）和图（d）的两次实验数据，找出哪些量是相同的，哪些量是不同的，从而得出液体的压强与液体密度的关系．本题考查液体压强的特点，涉及到两种物理学方法：控制变量法和转换法，解题时注意实验过程的分析和实验结论的表述都要采用控制变量法，领悟这两种方法的真谛．【解答】解：（1）在实验中，有很多物理量难于用仪器、仪表直接测量，就可以根据物理量之间的定量关系和各种效应把不易测量的物理量转化成易于测量的物理量进行测量，这种方法就叫转换法；实验中液体压强的大小变化不易直接测量，液体压强的变化会引起压强计的探头受到的压力发生变化，从而导致压强计探头上的橡皮膜的形状发生变化，进而引起压强计U形管两侧液面的高度差发生变化，因此可以利用压强计U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小变化；（2）由公式P=ρgh可知，液体的压强与液体的深度和密度都有关系，图a，b，c中液体都是水，C图中压强计探头上的橡皮膜探头在水中深度最小，d图中液体是盐水，密度大，同时深度也大，压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4＞h1=h2＞h3．因此，C图中液体内部压强最小．（3）分析图（a）和图（d）的两次实验数据，发现两次实验橡皮膜所处的深度相同，即液体的深度相同，而液体的密度却不同，一杯是水，另一杯是浓盐水，从而得出液体的压强与液体密度的关系：在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，液体的压强越大．〖变式3-2〗如图所示，甲、乙两容器间有一斜管相通，中间有阀门K控制，容器中装有水，且两容器中水面相平，则(

)A.

打开阀门K后，由于水受重力作用，水将从甲流到乙

B.

打开阀门K后，由于b处的压强大于a处的压强，水将从乙流到甲

C.

打开阀门K后，因为甲、乙两容器中液面高度相等，所以水不会流动

D.

打开阀门K后，因为乙中的水多，所以水从乙流到甲【答案】C【解析】（1）上面开口，底部连通的容器叫连通器；（2）当连通器内只有一种液体时，液面总保持相平。【解答】根据图片可知，甲乙两个容器靠斜管相连，上面都与大气相同，因此相当于一个连通器；由于两个容器中液面相平，所以当阀门k打开后，水不会流动，故C正确，而A、B、D错误。〖变式3-3〗如图所示，比较A、B两点液体的压强pA和pB的大小，则(

)A.

pA＝pB

B.

pA>pB

C.

pA<pB

D.

无法确定【答案】B【解析】根据液体压强公式p=ρ液gh比较两点的压强大小。【解答】根据公式p=ρ液gh可知，液体压强与液体密度成正比。根据图片可知，A、B两点深度相同，但水的密度大于酒精的密度，因此A点压强大于B点压强，即pA>pB，故B正确，而A、C、D错误。

〖考点4〗连通器〖方法点拨〗1.连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上，与摆放位置无关，例如水壶、船闸等。2.静止在连通器中的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上〖例题4〗连通器在生产和日常生活中有着广泛的应用，下图的事例中，没有利用连通器原理工作的是（）A.

锅炉水位计B.

船闸

C.

抽水机D.

茶壶【答案】C【解析】【解答】A．锅炉水位计上端开口，底部连通，所以锅炉水位计是连通器，故A不符合题意；B．游船从上游进入闸室，上游和闸室上端开口，底部连通，所以船闸是连通器，故B不符合题意；C．抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用的是大气压，没有利用连通器原理，故C符合题意；D．茶壶身和茶壶嘴上端开口，底部连通，所以茶壶是连通器，故D不符合题意。〖变式4-1〗如图所示，在下列底部连通、上端开口的容器中装有同种液体，当液体静止时，液面位置正确的是（）A.

B.

C.

D.

【答案】D【解析】【解答】由于图中的容器均为连通器，所以，静止在连通器中的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上，由图知道，只有D符合特点。〖变式4-2〗据央广网报道，2021年3月31日18:00，当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区，标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级，也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了________原理。2020年9月6日18时许，经过综合调度，建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程，这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位，此时水对坝底的压强为________Pa。（g取10N/kg，ρ=1.0×103kg/m3）【答案】连通器；5.2×105【解析】【解答】船闸是底部连通，静止时，上部分的液面相平的原理工作的，故运用的是连通器原理。此时水对坝底的压强为p=ρgℎ水对坝底的压强为5.2×105。〖变式4-3〗如图所示，茶壶的壶身和壶嘴构成了一个________，当壶中水深12cm时，A点受到水的压强是________Pa；若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，则壶中的水________(选填“容易”或“不容易”)倒出来。(g=10Nkg)【答案】连通器；1200；不容易【解析】（1）茶壶的壶身和壶嘴构成了一个连通器，当里面的水静止不动时，壶身和壶嘴的液面相平；（2）A点受到水的压强：P=ρ水gh深=1×103kg/m3×10Nkg×0.12m=1200Pa；

（3）若壶中装满水，用手堵住壶盖中的小孔，水倒出一点之后壶内的压强小于壶外的大气压，壶中的水不易倒出来。

【分析】（1）连通器：上端开口，底部连通的容器；（2）根据P=ρgh进行计算即可；（3）茶壶上的小孔是为了使茶壶内外气压相等。〖考点5〗帕斯卡原理及其应用〖方法点拨〗帕斯卡原理：密闭容器内的压强可以大小不变的向各个方向传递〖例题5〗大量实验理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理，在历史上曾被誉为“机械黄金定律”．如图所示是液压千斤顶的原理剖面图，只要对小活塞施加一个合适的作用力使小活塞下降距离h1，就可以利用大活塞上升距离h2把一辆汽车顶起来而便于更换修理轮胎．设活塞、液体本身所受的重力及摩擦可以忽略不计，试根据功的原理推导作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系：F1【答案】证明：由题意知小活塞下降的距离为h1时,大活塞上升的距离为h2，由功的原理：F1h1＝F2h2，又由液体的不可压缩性V1＝V2,即S1h1＝S2h2，综合有：F1S1＝F2S2，所以，F1【解析】密闭容器内的压强可以大小不变的向各个方向传递。〖变式5-1〗活塞A、B面积如图所示，在活塞A上施加60N的力，则活塞B能举起重为________N的物体。【答案】1500【解析】【解答】如图，设A活塞的面积为S，B活塞面积为S′，由帕斯卡原理得两边压强相等，所以FS=F'S'

【分析】根据压强相等，利用压强和受力面积计算压力大小。〖变式5-2〗加在密闭容器上的压强可以大小不变的向各个方向传递，当压强相等时，受力面积越大，压力越大。〖例题5〗如图所示，在水平桌面上，放置一个从左至右，管口口径依次变大的盛水连通管。在三个管口处分别水平放置与管口口径相同的甲、乙、丙三活塞，忽略活塞与管壁间的摩擦力，当活塞都静止时，三管内的水面高度相同，则关于活塞甲、乙、丙的质量大小关系正确的是（

）A.

m甲=m乙=m丙

B.

m乙＞m甲=m丙

C.

m甲<m乙<m丙