文档内容
9.2 液体的压强 （导学案）
【学习目标】
1. 经历探究液体压强的特点的实验过程，认识液体压强与液体深度和密度的关系，能准确陈述液体压
强的特点。会利用液体压强的特点解释有关现象。
2. 能熟练写出液体压强公式，并能进行简单计算。
3. 能说出连通器的特点，并能举出一些常见连通器的实例。
【学习重点】
液体压强的特点和液体压强的大小。
【学习难点】
应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．压强计：是测量液体内部压强的器材；放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体的压强越大，U形管
左右两侧液面高度差越大。
2. 液体压强的特点：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强大小相等；深度越大，压强越大；
液体内部压强的大小还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
3. 液体压强的大小：p＝ρgh。由该式可知：液体压强的大小只与液体的密度和液体的深度有关, 而与
液体的体积、质量无关，与浸入液体中物体的密度无关（选填“有关”或“无关”）。
4．连通器
上端开口、下端连通的容器叫作连通器。特点是：当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度
总是相同的。生活中常见的连通器，例如茶壶、锅炉水位计等它们都是利用连通器的特点来实现自己的功
能的。请你再举一些连通器的实例： 排 水管的 U 形“反水弯” 、 船 闸 等。
【合作探究】
探究一、液体压强的特点
1. 液体内部向各个方向都有压强
（1）现象探究
①实验一：如图所示，有一个两端开口的玻璃圆筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原来与筒口相平，
当倒入水后，橡皮膜会向下凸出。表明水对容器的底部有向下的压强。
②实验二：在开口的矿泉水瓶上扎个小孔，水从小孔喷出的情况如图甲所示，液体能从矿泉水瓶侧壁
的孔喷出，表明水对容器侧壁有压强。
③实验三：如图乙所示，将底部和侧壁套有橡皮膜的空塑料瓶竖直压入水中，观察橡皮膜的变化情况。
实验中竖直向下按压瓶子时，底部和侧壁的橡皮膜向瓶内凹，表明水内部向各个方向都有压强。甲 乙
（2）实验结论：液体内部向各个方向都有压强。
（3）液体产生压强的原因：液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强；液体具有流动性，
所以对容器侧壁有压强。
2. 探究液体压强与哪些因素有关
【进行猜想】
由上图甲中的实验可以看到，容器中液面的深度不同，从容器侧壁孔中喷出的液体射得距离不同，由
此想到液体压强的大小可能与深度有关。如下图所示，同样的两个容器，分别装满水和酒精，水比酒精重，
所以水比酒精对容器底部的压强更大，由此想到液体压强的大小可能与液体的密度有关。
【实验器材】U形管压强计、盛水容器、硫酸铜溶液等。
（1）U形管压强计
①作用：测量液体内部压强。
②构造：观察图可知，液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部
分组成。
（3）原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，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橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。这运用了科学
方法中的转换法。
（4）压强计的使用，应注意三点
①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。常用方法是用手轻按
橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏
气，则要查出原因，加以修整。
②当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若出现高度差，需要将橡皮管
取下，再重新安装。
③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连
接用的橡皮管取下重新连接。
【设计实验】（1）我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或
换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。
（2）探究液体压强与方向的关系：控制探头深度和液体密度相同，改变U形管压强计探头的方向。
（3）探究液体压强与深度的关系：控制探头方向相同、液体密度相同，増加深度。
（4）探究液体压强与液体密度的关系：控制探头深度和方向均相同，换用不同的液体。
【实验步骤】
操作1：保持U形管压强计探头在水中的深度不变；改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、
沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：U形管液面的高度差Δh相等。
操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐增加探头在水中的
深度，观察并记录U形管液面的高度差。
实验现象：U形管液面高度差Δh＜Δh＜Δh
1 2 3
操作3：把压强计的探头分别放入水、酒精中，控制深度相同、探头所对某一方向不变，观察并记录
U形管液面的高度差。实验现象：Δh ＞Δh
水 酒精【分析论证】
①由操作1可得出：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等。
②由操作2可得出：同种液体，液体内部的压强随深度的增加而增大。
③由操作3可得出：液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时，液体密度越大，液体内部的压强
越大。
【实验结论】 大量实验表明：
在液体内部的同一深度，向各个方向的压强大小相等；深度越大，压强越大；液体内部压强的大小还
与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
【交流讨论】
（1）探究中用到的方法
①转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
②控制变量法：探究液体内部的压强与方向的关系；探究液体内部压强与深度的关系；探究液体内部压
强与液体密度的关系。
（2）U形管压强计只能比较压强的大小，不能测量压强的大小。
（3）探究液体的压强与液体质量的关系
【演示实验】取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底，在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，向两瓶中
装入等质量的水，观察橡皮膜向外凸出的情况。
【实验现象】橡皮膜凸出的程度不同，细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
结论：等质量的水对底部的压强不同，液体压强的大小与液体质量无关，而与液体深度有关，深度越大，
压强越大。
4. 与液体压强有关的现象
（1）在医院输液时，要把药液提高到一定的高度。
（2）修建水坝时上窄下宽；
（3）我国“奋斗者”号潜水器下潜深度可达万米。
（4）潜水员在不同的深度使用不同的潜水服。
【例题1】如图所示是用压强计“研究液体内部的压强”的实验装置。
（1）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲，其调节的方法是
（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平；A．将右侧支管中高出的水倒出 B．取下软管重新安装
（2）比较图中的乙和丙图，可以得到：液体的压强与 有关。比较图中 两图，可以得液
体的压强与液体密度有关。
【答案】（1）B；（2）液体的深度，丙、丁。
【详解】（1）进行调节时，要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就
是相等的（等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故A不符合题意，B
符合题意。
（2）比较图乙和图丙两图知，液体的密度相同，深度不同，U形管液面的高度差不同，压强不同，故
可以得到：液体的压强与液体的深度有关。
要探究液体的压强与液体密度的关系，需要控制液体的深度相同，改变液体的密度，图丙、丁符合题意。
探究二、液体压强的大小
1. 推导液体压强计算公式
用“理论推导法”推导。要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”S。
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。
计算这段液柱对“平面”产生的压强，就能得到液面下深度为h处的压强。
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
这个液柱体的体积：V=Sh 这个液柱的质量： m=ρV=ρSh
这个液柱对平面的压力：F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强： p= = = ρ gh
因此，液面下深度为h处液体的压强为 p=ρgh
2. 理解液体压强公式 p=ρgh
（1）压强公式中的物理量及其单位
ρ表示液体的密度，单位为千克/米3（kg/m3）
h表示液体的深度 ，单位为米 (m）
g为常数，大小为9.8N/kg
p表示液体在深度为h处的压强，单位为帕（Pa）。
公式中的物理量单位全部使用国际单位。
（2）深度h：指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，容器底部的深度为50cm，A点的深
度为30cm。（3）影响液体压强大小的因素
根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、
容器形状均无关。
【想一想】如下图所示，水平面上，两个容器中盛着同种相同质量的液体，哪个容器底受到的压强大?
【分析】根据p=ρgh可知：液体的密度相同，乙容器中的深度大，所以乙容器的液体产生的压强大。
（4）帕斯卡破桶实验
帕斯卡在1648年，曾经做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长
的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只灌了几杯水，竟把桶压裂了。
【分析】由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，大大提高了水的 深度 h，从而对水桶产生很大的压
强，这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。
“帕斯卡裂桶实验”说明：同种液体产生的压强取决于液体的深度，与液体的质量、重力等因素无关。
【例题2】一个鱼缸用隔板隔开两半，分别装入体积相等的淡水和海水（ρ =1g/cm3，ρ =1.1g/
淡水 海水
cm3），两边水面相平，则（ D ）
A．a、b点的压强相等 B．装入水的质量相等
C．装入海水的质量较小 D．a点的压强较大
【解析】AD．由于海水和淡水水面相平，并且到缸底的距离相等，则a、b两点距液面的深度h相同，
由于海水的密度大于淡水的密度，根据公式p=ρgh可知，a点压强大于b点压强，故A不符合题意，D符
合题意；
BC．由题意可知，所装海水和淡水的体积相等，根据公式m=ρV，可知装入海水的质量更大，故BC
不符合题意；故选D。
【例题3】有人说，设想你在万米深的“奋斗者”号全海载人潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背的压力相当于2000个人所受的重力！”海水的压力果真有这么大吗？请通过估算加以说明。
【解析】因为是估算，海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，
脚背宽度取8~10 cm，脚背长度取12~15cm，则脚背面积为96~150 cm2，
近似取S=120cm2= 1.2×10-2m2
万米深处海水的压强为： p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×104 m=108 Pa
脚背受的压力F=ps=108 Pa×1.2×10-2m2=1.2×106 N
一个成年人的质量约为60 kg，所受的重力 G=mg=60 kg×10 N/kg=600N
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力，则
n=1.2×106 N/600N=2000（个）
估算结果表明，在万米深的海底，海水对脚背的压力确实相当于2000个人所受的重力。
探究三、连通器
1. 连通器
（1）连通器的概念：上端开口、下端连通的容器叫作连通器。注意连通器的特征：底部互相连通；
容器上端都开口；与形状无关。
（2）连通器的特点
①实验探究：如图乙所示，将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起，管中注入适量的水，将其中一根玻
璃管固定在铁架台上，手持另一根玻璃管，做成一个连通器，当在连通器中注入水后，就可以研究连通器
的特点。
在连通器中加水，保持一个管筒不动，使另一个管筒升高、降低或倾斜，待水面静止时观察两筒中水
面高度。发现当水静止时，两筒中水面总是相平。
甲 乙
②连通器的特点：当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
【想一想】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？
③利用液体压强知识解释连通器的特点
如图所示，想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别是F 和F，液片静止时，由二力平衡条件可知F=F。设液体密度为ρ、液片面积为S、
1 2 1 2
连通器两侧液面的高度分别为h 和h。则ρgh S=ρgh S，由此可得h=h。
1 2 1 2 1 2
这表明当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
2. 连通器的应用
（1）茶壶：茶壶的壶身与壶嘴构成连通器，如果壶嘴太高，则倒不出水；如果壶嘴太低，则装不满
水，如图所示。
（2）锅炉水位计：能通过观察水位计的玻璃管中的水位了解锅炉内的水位，如图所示。
（3）洗手间下水管：U形管存水弯头是一个连通器，正常使用时应充满水，阻碍下水道内的臭味从下
水管进入洗手间内，如图所示。
（4）乳牛自动喂水器：储水槽与饮水槽构成连通器，水位不相平时水就能流动，使水槽内始终有水，
如图所示。
（5）水塔的供水系统：水塔和自来水管道构成连通器，水塔中的水位比水龙头处高，打开水龙头时
由于水位要保持相平，水便从水龙头处流出。
（6）过路涵洞：涵洞和两侧的水渠构成连通器，引水灌溉时，渠水从路面下面的涵洞穿过公路，如
图所示。
3．船闸
【想一想】三峡大坝高185m，长2309.5m，是世界上最大的水力发电站，轮船是怎样翻过三峡大坝的
呢？原来，人们在三峡大坝侧边修建了一个巨大的连通器——船闸。
（1）船闸的基本构造：船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成（见甲图）。（2）船闸的工作过程
①一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
②自行分析轮船由下游通过船闸驶往上游的情况。
（3）三峡船闸：三峡船闸总长1 621 m。是世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过5个闸室使船体
逐次升高（或降低）。每个闸室水位变化超过20 m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每
扇门高近40 m，宽近20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。倘若门外的水压在闸门上，设想有10
万人每人都用1 000 N的力来顶着门，也抵挡不住水的压力，可见水对闸门压力之大。为此，三峡船闸的
闸门足足有3 m厚，无愧是“天下第一门”。
【例题4】下列各图不属于连通器的是（ C ）
A B C D
【详解】A．排水管的U形反水弯两侧水面与空气相通，中间底部相连通，是连通器；B．锅炉水位
计，上端和锅炉炉身的上端都是开口的，底部是连通的，是连通器； D．茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通，
并且壶身和壶嘴底部相连通，是连通器。故ABD不符合题意；C．探究液体压强的实验装置上端开口，但
底部不连通，不是连通器，故C符合题意。故选C.
【例题5】三峡大坝是我国的宏伟工程。（1）船闸是利用_______的原理工作的。如图1是轮船开往下游时进入闸室后，欲到下游时的示意图，
下一步应先打开______，再打开_____。（选填“阀门A”“阀门B”“闸门C”或“闸门D”）
（2）如图2所示，大坝设计成了上窄下宽的形状，原因是_______。
【答案】（1）连通器，阀门B，闸门D；（2）液体压强随深度的增加而增大。
【详解】（1）船闸底部连通，左右两侧上端开口，是利用连通器原理工作的。如图轮船从上游进入
闸室后，欲去往下游时，应先打开阀门B，使闸室内的水通过阀门流出，让闸室与下游的水面保持相平，
再打开闸门D，让轮船驶入下游河道。
（2）三峡大坝设计成上窄下宽的形状，原因是：液体压强随着深度的增加而增大，底部河坝受到的
压强大，宽厚的河坝能够承受较大的压强。
【精讲点拨】
1. 液体压强公式P＝ρgh是经过理论推导得出的，但具有普遍意义，可以计算任意液体在某一深度的
压强。注意计算液体的压强也可以用p=F/S。
2. 液体内部压强压强的特点
（1）液体内部向各个方向都有压强，并且在同种液体相同深度处向各个方向的压强相等。
（2）液体内某点的压强只与液体的密度和该点的深度有关，与液体的质量、液体的体积、形状等因
素无关。
3. 理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究点到自由液面的竖直距离，不一定是高度，做题时一定
要分清所给数据是深度还是高度。
4. 比较液体压强大小的方法
（1）同种液体：深度相同，压强相等；深度不同，深度h越大，压强p越大。
（2）不同液体：深度相同，密度ρ越大，压强p越大；深度不同，根据p=pgh判断。
5. 连通器液面相平的条件：连通器里只有同种液体且液体静止。连通器里如果盛有两种不同液体时，
液面不相平。各种连通器都是利用连通器的特点来实现自己的功能的。
【归纳整理】 第2节 液体的压强【课堂练习】
1．如图所示，装有水的塑料袋底部发生了形变，这是因为水受到 力的作用，从而对塑料袋底部
产生压强；若用手挤压袋子的侧壁，放手后塑料袋恢复原状，这是因为液体具有 性，所以对塑
料袋侧壁也产生了压强：在水中不同位置的Ａ、Ｂ两点，受到水的压强较大的是点 处。
【答案】重力，流动，A。
【详解】将在塑料袋里的水，因为受到重力的作用，从而对支撑自己的塑料袋产生压力与压强。
由于水具有流动性，在外力的作用下容易改变形状；同时还能对各个方向产生压力与压强。在密度相
同时，深度越大，液体产生的压强越大，因为A点的深度大，故A点水的压强大。
2. 如图所示，U形管一侧盛有煤油，另一侧盛有水（ρ <ρ ），阀门关闭时，液面相平，此时该装置
煤油 水
（选填“是”或“不是”）连通器，当把阀门打开时，将会发现液体 （选填“向左流动”“不流动”
或“向右流动”）。
【答案】不是，液体向右流动。
【详解】阀门关闭时，虽然两边液面相平，但其底部不连通，所以此时该装置不是连通器。
当把阀门打开时，该装置构成连通器，由于液体的压强与液体的密度和深度有关，在U形管中的水与
煤油的深度相同时，由于水的密度大，所以水产生压强大于煤油产生的压强，部分水将经阀门流向右侧管
内，直至两边的液体压强相等。
3．同种液体内部的压强随 的增加而增大。如图所示，容器中盛有水，则A处的深度是cm，B处水产生的压强是 Pa（g取10N/kg）。
【答案】深度，0，2500。
【详解】液体压强与液体的密度和浸入液体的深度有关，同一深度，密度越大，液体压强越大。同种
液体内部，深度越深，压强越大，所以同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
由图可知，A处的深度是0cm。B处的深度h=30cm-5cm=25cm=0.25m
则B处水产生的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa
4. 用图所示的装置探究液体内部压强的特点，下列做法能使U形管两边液面高度差变小的是（ ）
A．将金属盒在水中的位置上移
B．将金属盒在原位置转动180°
C．将金属盒的位置向左移动
D．保持金属盒的位置不动，向杯中加入适量水
【答案】A
【详解】A．将金属盒在水中的位置上移，深度减小，压强减小，U形管两边液面高度差会减小，这
是转换法，故A符合题意；
B．将金属盒在原位置转动180°，只改变了方向，而未改变深度，压强应不变，U形管两边液面高度
差不变，故B不符合题意；
C．将金属盒的位置向左移动，金属盒的深度不变，U形管两边液面高度差不变，故C不符合题意；
D．保持金属盒的位置不动，向杯中加入适量水，深度增加，压强增大，U形管两边液面高度差会变
大，故D不符合题意。
故选A。
5．如图所示，A、B两个内径相同的玻璃管内盛有同种液体，当A管竖直，B管倾斜放置时，两管液
面高度相同，下列说法正确的是（ ）A．A管中液体对管底的压强比B管中液体对管底的压强小
B．A管中液体对管底的压强比B管中液体对管底的压强大
C．A管中液体对管底的压强和B管中液体对管底的压强相等
D．A管中液体的质量比B中管中液体的质量大
【答案】C
【详解】ABC．A、B两个内径相同的玻璃管内盛有同种液体，液体的密度相同，两管液面高度相同，
由p=ρgh可知，A管中液体对管底的压强和B管中液体对管底的压强相等，故C正确，AB错误；
D．由图知，两玻璃管中液体的体积关系V＜V ，内装同种液体，密度相同，根据m=ρV可知，A、B
A B
两管中液体的质量m ＜m ，即A管中液体的质量比B中管中液体的质量小，故D错误。故选C。
A B
6. 小明在探究“液体压强的特点”实验中，进行了如图的操作：
（1）实验前，应调整U型管压强计，使左右两边玻璃管中的液面 ；如果在使用压强计前，发
现U型管中液面已经有高度差，应该通过 方法进行调节（请从下列选项中选择）。
A. 从U型管内向外倒出适量水 B. 拆除软管重新安装 C. 向U型管内加适量水
（2）甲、乙两图是探究液体压强与 的关系。
（3）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择图中 两图进行对比。
（4）在图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向
左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向 的压强大小关系。
【答案】（1）相平，B；（2）深度；（3）丙、丁；（4）各个方向。
【详解】（1）实验前，应使U形管两侧的压强相等，所以要使两侧液面相平。
若在使用压强计前发现U形管中有高度差，进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形
管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是
相平的。故AC不符合题意；B符合题意。
（2）比较甲、乙可知，液体的密度相同，金属盒浸没的深度不同，因此，探究的是液体压强与深度
的关系。
（3）图丙与丁中，同为盐水，深度相同，只有容器的形状不同，并且U形管中液面的高度差也相同，
这说明：液体压强与盛放液体的容器形状无关。（4）图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于：向上、向下、向
左、向右等方位，同为水，深度相同，只有金属盒的朝向不同，这是为了探究同一深度处，液体向各个方
向的压强大小关系。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
