第二课时液体压强的大小连通器【新课导思】如图是锅炉的水位计,我们可以通过水位计的水面高度,判断锅炉内的水面高度。这是利用了什么原理呢?【目标导学】1.能根据压强公式推导出液体压强公式p=ρgh。2.会利用液体压强公式进行压强大小的判断和计算。3.知道连通器的特点,能辨识一些常见连通器的实例。Fp=S【自主预习】1.液体压强的计算公式:_______。2.连通器:(1)定义:___________________的容器。(2)特点:装相同的液体,当液体_______时,连通器各部分中的液面高度总是_____。p=ρgh上端开口、下端连通不流动相同(3)举例:_________________________________________________________。水壶、排水管的U形“反水弯”、锅炉和外面的水位计、船闸等知识点一液体压强的计算1.结合图形分析液体在深度h处产生的压强公式的推导:(1)底面积为S的平面受到的压力F=____________。(2)底面积为S的平面受到的压强p=____________。(3)由此推出液体产生的压强公式:____________。提示:(1)底面积为S的平面受到的压力与它正上方水的重力大小相等,F=G=mg=ρgV=ρgSh。(2)根据可知=ρgh。(3)由推导可得出液体压强公式为p=ρgh。参考答案:(1)ρgSh(2)ρgh(3)p=ρghFp=SFGgShp===SSS2.使用:(1)适用范围:只适用于静止的液体。(2)h指液体内部某点到自由液面(与大气接触的液面)的竖直距离,不是到容器底的距离。(如图)(3)公式中各物理量的单位都必须用国际单位,ρ-kg/m3,h-m,p-Pa。3.和p=ρgh的区别:(1):适用于计算固体、液体、气体产生的压强。(2)p=ρgh:只适用于静止的液体。Fp=SFp=S4.液体对容器底的压力:p=ρgh→F=pS。【示范题1】(2017·云南中考改编)目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯。我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m3,求:(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少?(2)若“蛟龙号”上有一个50cm2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大?【精讲精析】解答本题需要掌握以下两点:(1)液体压强的公式在7000m深度受到的海水压强为:p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×7000=7×107Pa。(2)根据公式的变形F=pS公式,求压力F观察窗的受力面积为50cm2=5×10-3m2,观察窗受到压力为:F=pS=7×107Pa×5×10-3m2=3.5×105N。答案:(1)7×107Pa(2)3.5×105NFp=S【微点拨】1.理论上可以求固体、液体、气体产生的压强,但是由于液体对容器底的压力一般不等于自身重力,另外容器的侧壁是曲面,面积不容易计算,因此,只有在计算柱形容器中液体对容器底部的压强可以用,其他情况下计算液体压强一般用p=ρgh。Fp=SFp=S2.会利用液体压强公式的变形公式计算液体密度的大小、计算液面下某点的深度。p=ghph=g知识点二连通器及其应用结合图示,分析连通器的原理。1.液体静止时,在底部任取一液片,如图所示,液片AB左右两边受到的压力分别是F1和F2,根据液片的状态可知,F1_________(选填“”“”或“=”)F2。提示:因为液片处于静止状态,所以受到平衡力作用,液片AB左右两边受到的压力F1和F2是一对平衡力,大小相等,方向相反。参考答案:=2.液片AB左右两边受到的压强分别是p1和p2,根据压强公式可知,p1_________(选填“”“”或“=”)p2。提示:液片AB左右两边的面积都是S,有F1=F2,即p1S=p2S,即p1=p2。参考答案:=Fp=S3.液片AB左右两边液柱的高度分别是h1和h2,根据压强公式p=ρgh可知,h1_________(选填“”“”或“=”)h2。提示:根据上面的推导,有p1=p2,即ρ液gh1=ρ液gh2,即h1=h2。液体静止时,液片AB左右两边液柱的高度相等,说明连通器的特点是液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。参考答案:=4.由上可知,连通器的特点是_________________。参考答案:液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的【示范题2】(2017·山西中考)小明给妈妈的透明茶壶添水后,放在桌子上,如图所示。妈妈看到后问:“怎么才加了半壶水?”小明说:“我担心再多加一点,水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说:“你试试加点水看看。”于是小明反复加了几次水后明白了:茶壶的壶嘴和壶身组成_________,壶嘴和壶身中的水面具有高度_________的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。【精讲精析】解答本题需要知道连通器的结构和特点:(1)构造:底部连通、上端开口。(2)特点:在内部装同种液体,不流动时液面相平。答案:连通器总是相同【微点拨】1.连通器中,液面的高度与容器形状无关:连通器无论什么形状,装有同种液体静止时,液面的高度总是相同的。2.连通器中液面高度不一定相同:连通器中若装有液体的种类不同,液体静止时各容器中的液面可能不同。【教材图片·考点阐释】命题点连通器水位计利用了_________的原理。因此锅炉内水位的高低可以通过_________液面高度来判断。你推测水位计的上端是_________(选填“开口”或“封闭”)的。答案:连通器水位计开口命题点液体压强的计算如图是一名火炬手在水中传递奥运火炬。如果在较深的海水中,需要穿抗压潜水服,因为海水越深,液体的压强越_________,在7km深的海水中产生的压强为_________Pa(海水密度取1×103kg/m3,g取9.8N/kg)。答案:大7×107