八年级物理下册 9.2 液体压强（原卷版）

9.2液体压强（原卷版）知识清单1.液体压强的特点；2.液体压强的大小；3.连通器知识点1：液体压强的特点1.液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强；2.液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强；3.液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。知识点2：液体压强的大小1.液体压强公式的推导计算液面下深度为h处液体的压强时，可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”，计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。设平面的面积为S，如图所示：（1）液柱的体积：V=Sh，（2）液柱的质量：m=ρV=ρSh；（3）液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg；（4）水平面受到的液柱的压强：。因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。2.液体压强公式（1）公式：p=ρgh（2）公式中各字母表示的物理量和单位字母物理量单位p压强Paρ液体的密度kg/m3g常量N/kgh液体的深度m应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3，h的单位用m，计算出的压强p的单位才是Pa。3.对液体压强公式的四点理解（1）由公式p=ρgh可知，在g值不变的情况下，液体压强只与密度和深度有关，与质量、体积无关。（2）液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示，A、B、C、D、E各点的深度分别为：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。（3）公式p=ρgh适用于静止、均一的液体，不适用于流动的液体。（4）均质、实心、竖直的柱状固体（如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等）对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况，而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系压强公式液体压强公式p=ρgh区别适用范围适用于所有情况下压强的计算用来计算液体的压强决定因素压力和受力面积g值不变时，取决于液体的密度和深度联系液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的，是压强定义式特殊形式【典例1】河水的深度越深、压强______，为了使拦河坝能承受更大的水压，把拦河坝设计成下宽上窄的形状。三峡水电站的水库大坝高185m，当水库水位为175m时，坝底受到的水的压强是______Pa。（g取10N/kg）4.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。容器类型容器底部受到液体压力的定性分析容器底部受到液体压力的等量分析由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液液体对容器底部的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积）在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压<G液液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱<G液，即F压<G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力）口小底大的缩口容器中，侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体的作用，反而给液体施加了一个斜向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以F压>G液液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱>G液，即F压>G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力）【典例2】如图所示，底面积相同的甲、乙两容器，装有质量不同的相同液体，它们的高度相同，则它们对容器底部的压强p甲______p乙，对容器底部的压力F甲______F乙（选填“>”、“=”或“<”）。知识点3：连通器1.连通器：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。2.连通器的特点：连通器里装入同种液体，当液体部流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。3.连通器的应用茶壶的壶身和壶嘴构成连通器，方便倒水下水弯的U型“反水弯”是一个连通器，阻挡下水道的异味进入室内锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内的水位水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户过路涵洞是一个连通器，使水从道路一侧流到另一侧养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器，可保持饮水槽内水位不变船闸利用连通器原理实现船只通航【典例3】如图所示的设备中，没有应用连通器工作的是（）。A．茶壶B．船闸C．自动喂水装置D．锅炉与外面的水位计实验清单实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关1.U型管压强计（1）作用：测量液体内部压强。（2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。（3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。★特别提醒U型管左右两侧液面的高度差，只能反映液体内部压强的相对大小，压强计的示数不等于液体内部压强的大小。2.实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关图示控制变量现象分析结论控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的同种液体内部的压强随深度的增加而增大控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大【探究归纳】液体内部压强的特点：（1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等；（2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大；（3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。★特别提醒实验前应检查U型管压强计是否漏气，常用方法是用手轻轻按压橡皮膜，看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化，说明不漏气；如果无变化或变化不明显，说明漏气。★方法技巧实验中科学探究方法的应用1.转换法：研究内部压强的规律时，通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。2.控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度。【典例4】如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。（1）压强计是通过U形管中液面的________来反映被测压强大小的；（2）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”）；（3）做②③两次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体的________是否有关，结论是________；（4）做④________三次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系；（5）比较①③④三幅图，你还可以得出的结论是：在液体内部同一深度________。方法清单1.液体内部压强的特点；2.不同形状容器压力、压强的计算；3.液体压力、压强的计算；4.连通器题型一：液体内部压强的特点【典例5】如图所示，将一长方体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面，此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致为（）。A．B．C．D．题型二：不同形状容器压力、压强的比较★解题指导压力、压强的分析与计算顺序解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。1.固体（先压力后压强）：一、分析、计算压力；二、由分析计算压强。2.液体（先压强后压力）：一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强；二、根据F=pS分析、计算压力。【典例六】如图所示，将未装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，下列说法中正确的是（）。A．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力增大；B．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力减小；C．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强减小；D．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强增大题型三：液体压力、压强的计算★解题指导液体压力、压强的计算★易错警示对应形状不规则的容器，里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。【典例七】如图所示，平底水杯底面积是4×10-3m2内盛0.6kg的水，水深12cm。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3试求：(1)水杯中水的重力是多大？(2)水对水杯底部的压力多大？题型四：连通器★解题指导（1）根据连通器的定义判断装置是不是连通器；（2）当连通器里只有一种液体且不流动时，连通器各部分中的液面始终相平。【典例八】如图，轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后，再打开阀门___________，使闸室与上游构成___________，当闸室与上游水位相平时，再打开闸门C，船驶入上游。易错清单1.对液体深度h的理解2.区分压力、压强是固体产生的还是液体产生的★易错预警1在利用p=ρgh进行计算时，关键是正确判断液体的深度h。“深度”与“高度”“长度”不同，深度指的是被研究点到自由液面的竖直距离，高度指的是被研究点到容器底部的竖直距离，而长度可以是竖直的，也可以是倾斜的。如图甲所示,A、B两点的深度不同，但高度相同。如图乙所示，h是液柱的深度，l是液柱的长度，h<l。【典例九】如图所示，试管中有水，当试管逐渐由虚线位置移到竖直位置时，试管底部受到水的压强将（）。A．不变

B．变大

C．变小

D．无法确定★易错预警2区分题目中所提的是固体产生的压力、压强，还是液体产生的压力、压强，其实就是看施力物体。如果施力物体是液体，那么就是液体产生的；如果施力物体是固体，那么就是固体产生的。【典例十】如图所示，甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器，容器内装有质量相同的液体，若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是、，容器对地面的压强分别是p1、p2，下列关系正确的是（）。A．F1=F2，p1＞p2B．F1＞F2，p1＞p2C．F1=F2，p1=p2D．F1＞F2，p1=p2中考清单1.探究液体内部压强的特点；2.液体压强的综合计算；3.连通器1.探究液体内部压强的特点★中考解析1.U形管压强计的作用：通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小；2.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性；3.实验前的两个操作：（1）先检查U型管左右两边的液面是否相平；（2）检查装置的气密性：（用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）；4.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？答：气密性不好，拆下来重新安装；5.使用的U型管是不是连通器：不是；6.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察；7.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律；8.比较乙、丙实验结论是：液体密度一定时，深度越深，液体产生的压强越大；9.比较丙、丁实验结论是：当液体深度相同时，液体密度越大，液体产生的压强越大。【典例11】（2021·宁夏中考真题）如图所示，在“探究液体内部压强”的实验中：（1）图A所示压强计在使用前，需观察U形管两边液面是否相平，要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法：_______。实验中通过_________显示液体内部压强的大小。（2）某同学实验的情形如图B、C、D所示。①比较图B和图C可以探究的问题是___________。②保持探头在水中的深度不变，改变它的方向如图C、D所示，根据实验现象可以初步得出结论：_________。（3）该同学在实验过程中发现：在同种液体内部同一深度处，使用不同的压强计，U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点_________。。2.液体压强的综合计算★中考解析中考考题要求同学们能理解压强的概念，能对具体的物理情景进行分析推理，灵活应用压力、压强公式解决问题，这是物理核心素养的科学探究的体现。【典例12】（2022·江汉油田潜江天门仙桃）底面积300cm2、深度20cm的薄壁