【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第08讲 液体压强（教师卷+学生卷）

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1.认识液体压强的特点；
2.知道影响液体压强大小的因素；
3.会计算液体的压强；
4.了解连通器及其工作原理。
【基础知识】
一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。
【探究归纳】
（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。
这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直，并指向受力物体。
2.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。
3.实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
【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。

二、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
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.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
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。
三、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，如图所示。

3.连通器内液面相平的原因：如图所示，当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。

液体静止，液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片两侧压强相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故两侧液柱高度相等，即h左=h右。
4.连通器的应用
【考点剖析】
考点一：实验探究液体压强的特点
【答题技巧】
1.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。
2.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。
【例1】如图是小花同学探究“影响液体内部压强大小的因素”的情景：
（1）U形管压强计是通过U形管中两液面的____________来反映橡皮膜所受压强大小的，这种方法叫____________（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”）。用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置____________（选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）小花要探究液体压强与深度的关系，她要选择____________两图进行实验，实验表明：同种液体，深度越小，液体压强越___________；
（3）细心的小花发现，当金属盒的橡皮膜置于水面下较浅处时，U形管内两液面无高度差面无法反映出压强大小，其原因可能是______________________。
考点二：液体内部压强的特点
【答题技巧】
（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。
【例2】如图所示的容器中，水在A、B、C三处产生的压强分别为pA、pB、pC，则它们的大小关系是（ ）。

A．pA＝pB＝pCB．pA＞pB＝pCC．pA＞pB＞pCD．pA＜pB＜pC
考点三：不同形状容器压力、压强的比较
【答题技巧】
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。
【例3】如图，甲、乙、丙是三个质量和底面积都相等的容器，若在容器中装入质量相等的水，则三个容器底部受到水的压强（ ）。
A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
考点四：液体压力、压强的计算
【答题技巧】
★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。
【例4】如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N，高10cm，底面积为30cm2；杯内水重2N，水深6cm，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：

(1)水对杯底的压力；
(2)水杯对桌面的压强。
考点五：连通器
【答题技巧】
（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。
【例5】随着奥密克戎等新型变异毒株出现，疫情防控形势严峻，注射新冠疫苗是全球公认的预防感染有效手段之一注射疫苗时，所用注射器的针头做得很尖，其目的是通过______的方法来增大压强；注射器“吸”药液时，药液在______的作用下进入针筒内。如图所示，洗手池下的回水管是利用了______的原理。
【真题演练】
1.（北京）如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，其压强分别为、。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（ ）。
A. B. C D.
2.（无锡）如图所示，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精（ρ水>ρ酒精）B和C两容器的底面积相同，且其中的液体深度也相同，三个容器中，底部所受液体压强最大的是（ ）。
A. A容器B. B容器C. C容器D. 无法比较
3.（营口）下列不是利用连通器原理工作的是（ ）。
A. 茶壶 B. 船闸
C. 抽水机D. 地漏
4.（广西）如图所示，水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01m2，甲容器内盛有体积为3×10-3m3的水，乙容器内盛有深度为0.35m的酒精，则甲容器内水的质量为______kg；从甲、乙两容器内抽出______m相同高度的液体后，液体对两容器底部压强相等。
5.（江汉油田潜江天门仙桃）底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N，放置在水平桌面上，其中盛有6cm深的水如图甲；然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中，如图乙。（ρ铝=2.7×103kg/m3）求：
（1）铝块的体积是多少m3？
（2）图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa？
（3）放入铝块后，水对容器底部的压强增加了多少Pa？

【过关检测】
1.如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，其上下底面积之比为4：1，此时水对容器底部的压力为F，压强为p。当把容器倒置后放到水平桌面上，水对容器底部的压力和压强分别为（ ）。

A．F、p B．4F、p C．1/4F、p D．F、4p
2.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
3.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，所以从乙流到甲
4.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
5.甲乙两个轻质圆柱形容器（底面积）置于水平地面，容器中分别盛有相等质量的不同液体，如图（液体深度相同），则对两种液体的密度ρ甲、ρ乙；液体对容器底部的压力F甲、F乙；液体对容器底部的压强p甲、p乙；容器对水平地面的压强、大小分析中（ ）。

① ② ③ ④
A．只有②正确 B．只有③④正确 C．只有①②③正确 D．①②③④都正确
6.如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时，车的总质量为12t，轮胎与地面接触的总面积为0.6m2，此时车静止在水平路面上，对路面的压强为______Pa，水对罐体底部的压强______Pa。当增大罐内气压后，水就可以洒向更远处，此时罐体与出水管______（填“是”或“不是”）连通器。
7.如图所示的三峡水电站混凝土拦河大坝做成“上窄下宽”的好处是____________。为了保证轮船顺利通过三峡大坝时，需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举，船闸利用了____________原理。

8.小明用如图甲所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。

（1）用手轻按橡皮膜，U形管内 侧液面会上升。
（2）探究过程中，应将橡皮膜先后放在 （选填“a、b”、“a、c”或“a、d”）两点，观察到的实验现象是 。
（3）图中a点和d点的压强分别是pa和pd，则pa pd。
（4）下列操作中，有可能让丙图中烧杯底部所受液体压强变小的是 。
A．向烧杯内加浓盐水 B．向烧杯中加入适量的水
C．倒掉一些盐水 D．将烧杯适当倾斜
9.将平底薄壁直圆筒状的空杯，放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图所示。饮料出口的横截面积S1＝0.8cm2，饮料流出的速度v＝50cm/s，杯高h＝10cm，杯底面积S2＝30cm2，g取10N/kg。
（1）装满饮料时，杯底受到饮料的压力为多大？
饮料的密度为多大？
（3）设杯底与杯座的接触面积也为S2，饮料持续流入空杯5s后关闭开关，杯对杯座的压强为多大？

实例
实验一
实验二
加水前
加水后
现象
橡皮膜向下凸出
橡皮膜向外凸出
★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。
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
★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。
字母
物理量
单位
p
压强
Pa
ρ
液体的密度
kg/m3
g
常量
N/kg
h
液体的深度
m
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
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，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力）
★特别提醒
连通器各部分中的液面高度相同时的条件：一、连通器中的液体是同种液体；二、液面静止。
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