2．过程与方法

　　 ●通过多媒体演示及生活中的经验说明液体压强的存在．

　　 ●通过学生实验探究液体压强的大小与哪些因素有关．

　　 ●通过对生活现象的分析进一步加深对液体压强的理解．

1．知识与能力

●理解液体内部压强的规律．

●培养学生观察实验能力．

●理解船闸的工作原理并能运用所学知识解释日常生活中的一些现象．

●学会探究问题的一般方法．

4．生活中常见的连通器

日常生活中，连通器被广泛应用于各个方面．

我们家中日常用的茶水壶，其壶体和壶嘴形成连通器，如图13-15中甲所示．图中乙是锅炉水位计的原理．因为锅炉本身是不透明的，所以人们无法看到锅炉中水的多少，如果将锅炉与水面的水位计形成底部相连通的连通器，根据连通器的特点，通过水位计就可以知道锅炉中水的高度了．

图中丙是水塔的工作原理图，水塔中贮满水，水塔与自来水管组成连通器，由于水塔处的位置高于每个自来水龙头，因此水龙头中的水受到液体压强作用，打开水龙头时，水就会在水压的作用下流出来．

船闸是连通器的更好应用．船闸共有两道闸门：上游闸门和下游闸门，如图13-16所示．上游闸门开通时，闸室和上游水道构成连通器，待闸室和上游水道水面相平后，船可由上游驶入闸室，关闭上游闸门，打开下游闸门，闸室和下游水道形成连通器，船可由闸室驶入下游水道．

船闸的修建是为了解决上游和下游水位落差太大而给航运带来的不便．通过船闸，船只可以顺利降到下游．

[学习方法指导]

转换法

空气看不见、摸不着，我们可以根据空气流动所形成的风所产生的作用来认识它．例如，通过树枝摇晃的程度知道风力的大小，通过树枝被吹的方向知道空气流动的方向．

电看不见、摸不到．我们可以通过电路中电灯的发光来认识到电的存在，或是根据同一盏灯泡的亮暗程度来知道电流的大小 ，或是通过电铃的响度来知道电流的大小．

许多看不见、摸不到的东西或不易直接观测认识的问题，我们可以通过其他方式去认识它、研究它，这正是科学力量的所在．这也是物理学中常用的一种研究方法，叫做“转换法”．

例如，直接测量密度不容易，可转换成质量和体积的测量．

在本节研究液体压强的规律时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液压计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东西，使问题简化了．

其实，“转换法”也可以在日常生活中运用．例如，一个人的内心想法是看不见、摸不着的，但通过他的谈吐、外在的表现、行为举止，就可以间接地认识到他的一些思想．

“转换法”在我们学习中还有很多应用，如电磁铁磁性的强弱可以通过吸引大头针数目的多少来知道等，我这里就不一一举例了．希望你能多观察、多思考，将这种方法更好地应用于日常学习中．

3．连通器的特点

如图13-13所示，上端开口、下端连通的容器叫连通器．

当我们向连通器中倒水时可以看到，注入水后，水不流动时，尽管三个容器的粗细、形状各不相同，各个容器中的水面总是相平的．因此，连通器的特点是连通器里的水不流动时，各容器中的水面高度总是相同的．

你可能要问：为什么连通器中的水面能保持相平？这一现象我们可以用液体压强的知识来解释．

如图13-14所示，在容器底部取一小液片AB，我们可以将它看作是一个薄塑料片．当液体不流动时，液片AB处于静止状态，因此液片两侧受到的压强相等，即F_左＝F_右，而液片自身的面积就是左右两侧的受力面积，相等，所以液片两侧受到的压强相等，即p_左＝p_右，又因为p＝ρgh，ρ是同一种液体的密度，所以两管液面相等，即h_左＝h_右，即AB两侧与两液面的距离相等，所以两管液面相平．

2．液体压强的计算公式

既然液体也可以产生压强，那么它一定符合压强的定义及定义式，它的单位也是Pa．因此我们可以用p＝来计算液体压强，当知道液体的压力和受力面积时，就可求出液体的压强值了．

对于液体压强来说，还有一个重要的计算公式是p＝ρgh,p是压强，单位是Pa,ρ是液体的密度，单位是kg/m³,h是液体中我们要研究的那一点离液面的竖直距离．如图13-10，求A点压强时，h是指由A到液面的垂直距离．

对公式p＝ρgh，我要做以下几点说明：

(1)液体压强p只与ρ、h有关，而与其他因素，如液体总重力、体积、容器的形状均无关．图13-11中，在三种形状不同的容器中装上水，只要它们的液面高度相同，则三个容器底部受到的压强相等．

(2)p与ρ、h的关系

当p相同时，p与h成正比，即密度相同的液体中，离液面越深的位置，其压强越大．这点其实我们在研究液体压强的规律时已用实验证实了．

h相同时，p与ρ成正比，即深度相同的位置，密度大的液体中的压强大．这一点我们也在探究实验中证实过．

(3)h表示液体深度，即：被研究点到液面的竖直距离．如图13-12所示，要研究A点的压强时，用公式p＝ρgh来计算，图中CD并不是液面，如果认为h＝10 cm是错误的，EF面才是液面，这里我们可以用“液面在最高处”做为判断的依据，但认为h＝20 cm又错了，因为这不是竖直距离．正确答案应为h＝15 cm．

(4)公式p＝ρgh只适用于液体内部的压强．

如果(3)中配图容器中装的是水，你能计算A点的压强吗？

p＝____________＝____________×10 N/kg×15×10^－2 m＝____________Pa

1．液体压强的特点

我们要设计实验看看液体有没有压强．液体通常是装在玻璃瓶中的，即使有压强，它使玻璃瓶发生形变，但这个形变对玻璃瓶来说是不容易被我们看到的．因此我们要自行设计特殊的装置来进行实验．

如图13-6所示，将玻璃瓶底去掉，换成薄膜附在玻璃管底部，在玻璃管中注入水后，会发现其底部薄膜向下凸出，正是由于液体的压强才使底部的薄膜发生形变．由此可见，液体对容器底部有压强．

如图13-7所示，将玻璃瓶侧壁的不同位置打三个小孔，会看到水从各个小孔中流出，而且喷出的距离较远，这是液体对容器侧壁的压强的体现．说明，容器侧壁也受到液体的压强．

对于液体内部压强的特点，我们用液体压强计进行研究．液体压强计的结构如图13-8所示．当探头的薄膜受压强的作用时，U形管左右两侧液面产生高度差，高度差越大，薄膜受到的压强越大．

将液体压强计的探头伸入盛有水的烧杯中，我们会看到左右两侧液面产生高度差，说明液体内部有压强．当将探头转向四面八方时,我们会观察到两液面的高度差一直存在,这说明液体内部朝各个方向都有压强．

将探头保持在液面下同一深度不变，如图13-9，改变探头的方向，你会观察到什么现象？

对，不论探头转向何方，两液面高度差并不改变．因此，我们得到结论：在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等．

将探头由浅至深地向下深入，我们会发现液面高度差在不断增大，说明压强在不断增大．由此可见，液体压强随深度的增加而增大．

用刻度尺量出水面下10 cm的位置，将探头放在该处，观察此时两液面的高度差．再将另两个容器中分别倒入盐水和煤油，用刻度尺分别测出盐水液面下10 cm处和煤油液面下10 cm处的位置，将探头分别放入煤油和盐水中，观察这两次两液面的高度差分别是多大，并将这三组数据分别记录在下列表格中，进行比较．

通过上述结果分析，我们发现：不同密度的液体，压强并不相同，当深度相同时，液体密度越大，液体压强越大．

上述共做了六个实验，这六个实验都是相对独立的，从各个不同角度研究了液体压强的规律．如果我让你分别设计实验验证这6条规律的正确性，你会做吗？

好了，我们来总结一下液体压强的规律吧：液体对容器底和侧壁都有压强；液体内部向各个方向都有压强；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体压强随深度的增加而增大，液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大．

5．培养学生质疑精神，培养学生动手实验的能力．

[基础知识精讲]

液体内部有压强吗？液体内部的压强有什么特点？这就是我们本节要研究的知识．

4．知道连通器的特点；

3．了解连通器的构造；

2．知道液体压强的计算公式；