人教版 八 年级 物理 教学设计 主备人 学科 课题 物理 时间 第九章 压强 第 2 节 液体的压强 1．知道液体内部存在压强以及液体内部压强的方向； 知识与技能 2．知道液体压强的特点，液体压强与液体深度和密度的关系； 3．能熟练掌握液体压强的计算公式，并能进行简单计算； 教 4．认识连通器，了解生活和生产中的连通器。 1．通过演示液体对容器底部和侧壁都有压强，加强观察、分析、归 学 纳的能力； 目 过程与方法 2．通过探究，了解液体压强大小跟什么因素有关；知道液体内部不 同深度处压强的大小和方向； 3．通过推导，掌握液体压强与液体的密度和深度的定量关系； 标 4．通过介绍拦河坝，加强应用科学理论解释事物的能力。 1．通过大量的生活感知和生活经验来激发学生的学习兴趣和求知欲 情感态度与价值观 望；通过实验探究培养学生严谨的学习态度和掌握科学的探究方法； 2．通过对三峡船闸的了解和认识，培养学生的民族自信心和自豪感。 教学重点 1．理解液体内部压强的特点。 2．能熟练掌握液体压强的计算公式 p=ρ. g.h，并能进行简单计算. 1. 理解液体压强与液体深度及密度的关系。 教学难点 2．引导学生建立物理模型，推导液体压强公式；利用实验定性探究液体内部压强与密度、 深度的关系。 教具准备 水（带颜色）、烧杯、微小压强计、侧壁和底部蒙有橡皮膜的塑料管两只，不同密度的液 体（水、浓盐水、酒精等）、连通器。 教学方法 观察法、探究、实验、分析讨论法。 教学过程设计 提出问题：为什么要穿很厚的特种钢板的潜水器？为什么潜水员在下潜到深海时要穿抗压能力很 强的潜水服呢？ 导 入 新 课 同学们在游泳时，游到深处感觉胸口有没有闷的感觉？为什么深海潜水服要比浅海潜水服更厚重 些？要揭开这层神秘的面纱，今天我们就来学习液体的压强。 新课学习 教 一、液体的压强特点 问题 1：液体对容器底有压强吗？ 在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，逐渐加水观察现象。 学 现象：没加水时，橡皮膜是平的；当水倒入后，底部橡皮膜向外凸出。 结论：液体由于受到重力的作用，而对支撑它的容器底部有压强。 过 问题 2：液体对容器底有压强，对容器侧壁也有压强吗？ 在侧壁有开口的玻璃管上扎好橡皮膜，逐渐加水观察现象。 程 现象：没加水时，橡皮膜是平的；当水倒入后，侧壁的出水口处的橡皮膜向外凸出。 结论：液体由于具有流动性，会对阻碍它流散开的侧壁有压强。 实验结论： (1)由于液体受到重力的作用，所以液体对容器底有压强； (2)由于液体具有流动性，所以液体对容器侧壁也有压强。 问题 3：液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？液体内部有没有压强？ 教 液体从瓶子的侧壁孔中喷出 压强计 演示实验：探究液体内部压强的特点 学 1．实验器材：压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺 压强计：①用途：测量液体内部的压强。 ②构造：探头（橡皮膜和金属盒）、橡皮管、U 形玻璃管（含红墨水）、刻度板。 ③工作原理：利用 U 形管两端液面的高度差来比较液体压强大小，属于转换法。压强越大，U 形 管两边的液面高度差越大。液体压强等效手对橡皮膜的压强，属于等效替代法。 过 ④注意：实验前怎样检查装置仪器气密性？ 答：手压橡皮膜，保持一段时间压力不变，观察 U 形管两端液面高度差是否变化。 探头没有浸入水中，U 形管内液面不平，应怎么处理？ 答：从水中取出探头，剪掉胶管接头处，重新接好。 2.实验方法：控制变量法、转换法、等效替代法。 ① 控制变量法:液体内部的压强与多个因素有关,每次只能研究与一种因素的关系。 ② 转换法:将 U 形管压强计的探头放入液体中,根据 U 形管两管水面的高度差判断液体压强大小。 程 （3）等效替代法：液体的压强等效橡皮膜受到的压强。 3.实验步骤： (1)把探头放进盛水的容器中，看看液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变，改变 探头的方向，看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等； 现象：观察到 U 形管两侧液面高度差__不变__。 结论：同种液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等。 (2)增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强和深度有什么关系； 教 现象：观察到 U 形管两侧液面高度差变大(选填“变大”或“变小”),经过多次实验,观察到同样的现象。 结论：同种液体内部压强，深度越深，压强越大。 (3)换用盐水，保持探头在清水和盐水中的深度相同,液体内部的压强是否与密度有关。 学 水 过 盐水 现象：观察 U 形管两侧液面高度差,在盐水 (选填“盐水”或“水”)中的高度差大。 结论：深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大。 4.实验结论：液体压强的特点： （1）液体内部向各个方向都有压强； （2）在同一液体内的同一深度，各个方向的液体压强大小相等； 程 （3）同种液体内部的压强随深度的增加而增大； （4）在相同深度时，液体密度越大，液体压强越大。 5．应用： （1）潜水员下潜深度为什么会有限制？ 答：因为同种液体中液体压强随深度增大而增大，人下潜越深人受到的海水压强越大，当外部海 水压强远大于人体内部压强，人会发生危险。 （2）拦河坝截面为什么设计成上窄下宽的梯形？ 答：因为同种液体中液体压强随深度增大而增大，因此在水下深度越大对坝体的液体压强越大， 深度大的地方需要修宽些以增加抗压能力。 （3）为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡？ 带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界 压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡 教 总结：液体压强有如下特点： （1）．液体对容器底部和侧壁有压强。2）．同种液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等。 3）．同种液体内部压强，深度越深，压强越大。（4）．深度相同时，液体密度越大，液体内部 学 压强越大。 问题：液体的深度核密度是如何影响液体压强的大小呢？ 二、液体压强的大小 1.液体内部压强的大小： 通过上述实验探究，我们知道液体的压强与液体的密度和深度有关，那么液体内部压强到底怎么 过 计算呢？ 要想知道液面下某处的压强，可用模型法：设想该处有一个水平“平面”，这个平面以上的液柱对平 面的压力等于液柱所受的重力。计算液柱对平面的压强。 设液体的密度是 ρ，液柱截面积是 S，液柱的高度为 h. 设该平面在液面下的深度为 h,平面的面积为 S,则: 程 液柱的体积 : V =Sh ； 液柱的质量: m=ρV = ρSh 液柱对平面的压力: 平面受到的压强: F=G=mg=ρ Shg F p= = ρgh S 因此，液面下深度为 h 处液体的压强为： 液体压强的计算公式：p＝ρgh ，其中“ρ”是液体的密度，“h”是物体所处液体中的深度。 注意：深度是指被研究点到液面的垂直距离，从液面往下看；而高度是指从视觉平面往上看。[来 2．液体压强公式： p   gh 的的理解和运用： （1）只适用于静止的液体内部压强的计算 （2）液体的压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容 器形状均无关。 （3）计算时要统一单位：p---Pa；ρ---kg/m3；g---9.8N/kg；h---m。 3.计算液体对容器底的压力和压强问题： 教 一般方法：首先确定压强 p=ρ gh ；其次确定压力 F=pS 特殊情况：压强：对直柱形容器可先求 F，用 p= F S ；对直柱形容器 F=G 压强公式 p=F/S 与 p=ρgh 的比较 学 过 三、连通器 1．连通器：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 程 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相平的。 思考：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。 教 在连通器中，设想在容器底部连通的部分有一“液片 AB”： 液体不流动时：液片 AB 处于平衡状态 液片两侧受到压力相等：F1=F2 而 F1=P1S ; F2=P2S 所以液片两侧受到压强相等：p1=p2 又因 p1 =ρgh1 p2 =ρgh2； ρgh1 =ρgh2 所以 h1=h2 。 即：两管液面相平。 学 过 3 连通器的应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。 过路涵洞 喷泉 洗手盆水管 程 茶壶的壶嘴与壶体组成连通器 乳牛自动喂水器 锅炉外面的水位计组成连通器 三峡船闸——世界上最大的人造连通器 三峡双线五级船闸，规模举世无双，是世界上最大的船闸。 三峡的人字闸门宽 20.2m，高 38.5m，重 8.67×105Kg,是目前世界上最大的巨型闸门。船闸运 行过程中，闸门要在 36m 深的水中转动，需要克服 2.7×1036N 的阻力。这扇巨型闸门的开合， 是利用液压技术实现的。 五级船闸 教 闸门 闸室 讨论交流：一艘轮船由上游通过船闸往下游 学 甲：打开上游阀门 A，闸室 乙：闸室水面上升到和上游水面相平 和上游水道构成了一个连通器. 后，打开上游闸门，船驶入闸室. 丙：打开下游阀门 B，闸室和 丁：闸室水面下降到跟下游水面相 下游水道构成了一个连通器. 平后，打开下游闸门，船驶向下游. 过 程 课堂小结 课堂练习 1.（2020 株洲）竖直放置一矿泉水瓶子，并在侧壁钻 A、B、C、D 四个一样大小的小孔，打开 瓶盖，往瓶中注满水，水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的（　　） A．A 孔 B．B 孔 C．C 孔 D．D 孔 【答案】D 【解析】根据液体压强的特点 p=ρgh，密度一定时，深度越深压强越大，故 D 孔水喷出速度最 大，故 ABC 不符合题意，D 符合题意。故选 D。 2.（2020 毕节）下列说法中，错误的是（　　） A. 小轿车使用安全带和安全气囊是为了减小惯性 B. 鞋底做有凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦 C. 高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压高液体沸点高 D. 学校食堂的锅炉和其外面的水位计组成一个连通器 【答案】A 【解析】A．惯性大小只与物体的质量有关，人的质量不变，其惯性不变，故使用安全带和安全气 囊不是为了减小惯性，而是为了减小由于惯性带来的危害，故 A 错误，符合题意； B．鞋底刻有凹凸不平的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦， 故 B 正确，不符合题意； C．水的沸点与气压有关，气压增大时，水的沸点升高；煮食物时高压锅的气压比普通锅内的气 压高，所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度，温度越高，食物熟得越快，故 C 正