【矩道物理】液体的压强（人教版 八年级下册 第九章 第二节）

1. 通过实验，认识液体内部存在压强，了解液体压强的特点。

2. 理解液体压强产生的原因，能够推导出液体压强的公式，并进行简单的计算。

3. 认识液体压强的实际应用——连通器，了解形形色色的连通器。

教学重点：液体压强的特点及影响因素，利用物理模型推导公式。

教学难点：用压强计研究液体内部压强。

新课导入

根据上一节对固体压强的学习，引出问题：静止在桌面上的水杯，对支撑它的桌面有压力，因而对桌面产生压强。杯中的水对杯底有没有压强呢？为什么？

学生思考、回答：有。因为水有重力。

教师：如何证明液体也存在压强呢？

环节一：了解探究液体是否存在压强

1. 教师：请同学们设计一个实验，能够直观地观察到液体有没有压强。（提示：利用力的作用效果）

思考：水有重力，对烧杯底部存在压力，但是这个力是看不到的，如果把烧杯底部换成柔软的薄膜，倒入水后，如果有压强，橡皮膜将会发生变形。

实验：将一段两端开口的玻璃管，一端用橡皮膜封住，往玻璃管内注水，观察现象。

实验结论：倒入水后，橡皮膜下凹，说明液体有向下的压强。水柱越高，橡皮膜形变越大，液体压强越大。

2. 提问：液体具有流动性，如果烧杯中的水没有杯壁的束缚会怎样呢？

实验：在盛水的塑料瓶瓶身处扎一个小孔，观察现象。

实验结论：水从侧壁的小孔中喷出，说明液体对侧面也有压强。下方小孔的水喷出的较远，说明下方小孔处的压强大。

3. 提问：既然液体有向下和向侧面的压强，那有没有向上的压强呢？如何设计实验证明？

实验：将玻璃管一端用橡皮膜封住，然后将这一端插入水中，观察现象。

实验结论：插入水中后，橡皮膜向上凹，说明液体有向上的压强。插入水中越深，橡皮膜形变越大，液体压强越大。

4. 教师总结：以上实验说明，液体向侧面以及上下方向上都有压强，能否说明液体向各个方向上都有压强呢？不同方向上的压强有什么关系？影响压强大小的因素有哪些？下面给同学们介绍一种测量液体内部压强的装置——液体压强计，进一步探究液体内部压强的特点.

环节二：探究液体内部压强的特点

1、液体压强计

液体压强计由探头和U形管构成。探头时由空金属盒蒙上橡皮膜构成的，探头与U形管之间用橡胶管连接，U形管内注入液体。把探头伸入待测液体内部，如果液体内部存在压强，放在液体里的薄膜就会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了薄膜所受压强的大小。

2、实验探究：研究液体内部的压强

（1）把探头放进盛水容器中，看看液体内部是否存在压强。

（2）保持探头在水中的深度不变，改变探头方向，看看液体内部同一深度各方向的压强。

（3）增大探头在水中的深度，看看液体内部压强与深度有什么关系。

（4）更换不同的液体，看看深度相同时，液体内部的压强是否与液体密度有关。

得出结论：液体内部向各个方向都有压强。在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。深度越深，压强越大。在深度相同时，液体密度越大，压强越大。

环节三：液体压强的大小

通过以上实验，同学们知道了液体内部压强的特点，那液体压强到底有多大呢？我们利用压强的定义来研究液体的压强。

回顾压强的定义，P = F / S。

要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个平面，这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。

如图所示，这个平面上方液柱对平面的压力F = mg = ρVg = ρShg

平面受到的压强 P = F / S = ρhg

因此，液面下深度为h处液体的压强为 P = ρgh

注意：计算时，一定注意单位的统一，密度单位要用kg/m³，液体深度单位要用m，计算出的压强单位才是Pa。

环节四：连通器

1、定义

展示茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、U形排水管等不同形式的连通器，引导学生进行观察，并研究分析它们的共同特点。

分类归纳、引导学生尝试给连通器定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。

2、思考

请同学们思考：液体压强计中的U形管是不是连通器？组装好的压器计是不是连通器？将胶管注入一些水，两端向上弯曲，是否是连通器？

3、原理

如图，分别计算左侧水柱和右侧水柱对小液面的压强分别是多少，并判断该液柱能否平衡，以及在什么时候平衡。

让学生再一次体会液体压强公式的使用，并积累解决实际问题的经验。

总结：连通器中装的是同一种液体；当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。

4、连通器的应用

带领回顾刚才展示的各个图片，指出哪些部分属于连通器，以及使用它们的好处；让学生阅读教材“科学世界：三峡船闸——世界上最大的人造连通器”相关内容，体会连通器在生活中的应用。