师：同学们好，很高兴和大家一起学习物理。今天我们学习初中物理上海科学技术出版社八年级第八章第二节第一课时——科学探究液体的压强。我们先看屏幕，这是蛟龙号载人潜水器，它由中国自行设计、自主集成研制。2012 年 6 月，它完成了下潜深度为 7062 米的科考海事任务，理论上其工作范围能覆盖全球 99.8%的海洋区域。但同学们知道吗？普通潜水艇最大下潜深度只有几百米，是什么原因限制了普通潜水艇继续下潜呢？请看第二幅图，这是一个水坝，形状上窄下宽，水坝为什么要建成这样呢？我们一起来探寻其中的奥秘。先看，这是一个空塑料袋，如果向其中装水，塑料袋会发生什么变化？
生：很明显，塑料袋装水之后会向四周展开。
师：这是什么原因呢？要回答这个问题，我们先来看几个实验。这是一个上下相通的玻璃管，底部蒙有橡皮膜。如果向玻璃管中装水，会发生什么变化？
生：在没有水的时候，橡皮膜是平坦的；装入水后，橡皮膜向下突出。
师：为什么橡皮膜会这样变化呢？
生：橡皮膜向下突出，是因为上部的水给它一个向下的压力，使其发生形变，产生了压力的作用效果。
师：由此我们得出结论，液体对容器底部有压强，液体对底部的压强是因为液体受到重力作用而产生的。下面来看第二个实验，这是一个在侧壁开有小孔的容器，如果向容器中倒水会出现什么现象？
生：水会从容器侧壁的小孔中喷出，并且从容器侧壁不同小孔喷出的情况不同。
师：这里有两个问题。第一个问题，水为什么会从容器侧壁的小孔喷出？
生：水从容器侧壁小孔喷出，说明水对容器侧壁有压强。水是液体，没有固定形状，会给阻碍它流动的容器侧壁压强，所以液体对容器侧壁的压强是因为液体具有流动性而产生的。
师：第二个问题，水从容器侧壁不同小孔喷出的距离为什么不同？仔细观察刚才的实验，位于玻璃管下端最深的小孔，喷出的水距离最远。由此我们能得出什么初步结论？
生：液体对侧壁的压强大小与液体的深度有关系。
师：好，我们总结一下结论，液体由于受重力作用且具有流动性，所以对容器底部和侧壁都有压强。液体对侧壁的压强大小与液体深度有关。那刚才塑料袋为什么会向四周展开，想必同学们都有答案了吧？
生：因为塑料袋中的水对塑料袋底部和侧壁都有压强。
师：那液体内部存在压强吗？我们游泳时会有这样的体验，潜水越深，胸口越闷，耳膜也会不适。若想潜入更深水底，就需要换上抗压能力更强的装备。这充分说明什么？
生：液体内部存在压强。
师：那液体内部压强和哪些因素有关呢？我们先来进行猜想与假设。同学们猜想时，一定要依据已有的知识和生活经验。大家先对这个问题进行猜想与假设。
（同学们进行猜想）
师：想必同学们都有答案了，老师这里也写出三个猜想。我们潜水时，潜得越深身体不适感越强，所以液体内部压强大小可能与液体深度有关；因为验证的是液体内部压强与什么因素有关，所以可能与液体密度有关；液体对容器侧壁和底部都有压强，所以很可能与方向有关。在进行实验前，还有两个重要问题需要解决。第一个问题，我们怎么知道液体内部压强大小呢？这是实验室常用的 U 型管压强计，专门用来测量液体内部压强，它由 U 型管、橡皮管、探头、橡皮膜连接而成，U 型管中有部分红色液体。当用手轻按橡皮膜时，U 型管中出现液面高度差；把探头放入液体中，U 型管同样出现液面高度差。通过观察什么来判断液体内部是否存在压强及压强大小呢？
生：通过观察 U 型管中是否存在液面高度差来判断。
师：那如何测量不同方向上的压强呢？
生：通过旋转旋钮使探头朝向改变，从而测量不同方向的压强。
师：最后，实验前需要观察液面是否处在同一水平面上。如果 U 型管两端液面不在同一水平面上，该怎么办？
生：将橡皮膜拔下重新安装。
师：刚才介绍了 U 型管压强计，知道它是研究液体内部压强的仪器，根据 U 型管中液面高度差可判断液体内部压强大小。第二个问题，这个实验该怎么设计呢？在物理中，解决多变量对某一物理量的影响时，常用的实验方法是什么？
生：控制变量法。
师：请同学们尝试设计本实验步骤。
（同学们设计实验步骤）
师：想必同学们已有自己的实验计划，老师也列出了实验计划。第一步，将 U 型管压强计探头放在水下不同深度，观察 U 型管左右液面高度差；第二步，在水下同一深度转动 U 型管压强计探头方向，观察 U 型管左右液面高度差；第三步，将 U 型管压强计探头放在不同液体同一深度，观察 U 型管左右液面高度差。同学们，你们能看出每一步研究的是哪个因素对液体内部压强的影响吗？
生：第一步研究深度对液体内部压强大小的影响；第二步研究方向对液体内部压强的影响；第三步研究液体密度对液体内部压强大小的影响。
师：所有问题都解决了，下面进行实验。实验所需器材有 U 型管压强计、深筒杯、铁架台、水、酒精、硫酸铜溶液（其密度大于水）。步骤一，将 U 型管压强计探头方向水平向下，竖直伸入水下 5 厘米处，观察 U 型管左右两端液面高度差，此时为 8 格，记录实验数据。将 U 型管压强计探头方向水平向下，竖直伸入水下 10 厘米处，观察 U 型管左右两端液面高度差，此时为 16 格，记录实验数据。将 U 型管压强计探头方向水平向下，竖直伸入水面下 15 厘米处，观察 U 型管左右两端液面高度差，此时为 20 格，记录实验数据。分析这些实验数据能得出什么结论？
生：同一种液体的压强随深度增大而增大。
师：步骤二，在深筒杯中装满水，将 U 型管压强计探头方向水平向下，竖直伸入水面下 10 厘米处，观察 U 型管左右两端液面高度差，此时为 16 格，记录在表格中。保持 U 型管压强计探头位置不变，转动探头使其竖直，观察 U 型管左右两端液面高度差，此时为 16 格，记录在表格中。保持 U 型管压力表探头深度不变，再次转动探头水平向上，观察 U 型管两端液面高度差，此时仍为 16 格，记录在表格中。通过这个实验能得出什么结论？
生：同一种液体、同一深度，液体各个方向压强都相等。