Question

12．在探究液體內(nèi)部壓強特點的實驗中：
（1）如圖甲，小明將微小壓強計的探頭逐漸浸入水中越來越深的位置，在U形管中觀察到的現(xiàn)象是U型管兩邊液面高度差越大．
（2）小明準備了一杯水和一杯濃鹽水，想要探究液體內(nèi)部壓強與液體密度的關(guān)系，他的操作辦法是應(yīng)使壓強計的探頭在不同液體的同一深度處．
（3）小明想得到液體內(nèi)部壓強p與液體密度ρ、液體深度h的定量關(guān)系，請你根據(jù)所學(xué)過的知識，利用圖乙中的液柱模型在下面空白處推導(dǎo)出液體內(nèi)部壓強的計算公式．

Answer 1

分析 （1）本題采用了物理中常見的研究方法--轉(zhuǎn)換法，即把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U型管兩邊液面高度差的大小來判斷，液面高度差越大，表示水內(nèi)部的壓強越大．
（2）要探究“液體壓強與液體密度的關(guān)系”，應(yīng)使壓強計的探頭在不同液體的同一深度處．
（3）由于在同一深度，液體向各個方向壓強相等，我們只要算出某一深度液體豎直向下的壓強，也就同時知道了液體在這一深度各個方向上壓強的大�。灰�知道液面下某處豎直向下的壓強，可以設(shè)想在此處有個水平放置的平面，計算這個平面上方液柱對這個平面的壓強即可．

解答 解：
（1）把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U型管兩邊液面高度差的大小來判斷，當小明增大金屬盒在水中的深度時，液面高度差也越大，表示水內(nèi)部的壓強越大．
（2）要探究“液體壓強與液體密度的關(guān)系”，應(yīng)使壓強計的探頭在不同液體的同一深度處．
（3）設(shè)圖乙中的液柱模型高度為h，液柱下的液片面積為S．液柱的密度為ρ；
①這個液柱的體積 V=Sh；
②這個液柱的質(zhì)量 m=ρV=ρSh；
③這個液柱的重力也就是對水平面的壓力 F=G=mg=ρgSh；
④平面受到的壓強 p=$\frac{F}{S}$=$\frac{ρgSh}{S}$=ρgh；
因此，深度為h處液體的壓強為p=ρgh．
故答案為：（1）U型管兩邊液面高度差越大；（2）應(yīng)使壓強計的探頭在不同液體的同一深度處；（3）推導(dǎo)過程同上；

點評 液體內(nèi)部壓強的大小與液體的深度和液體的密度兩個因素有關(guān)系，在通過實驗進行探究時，必須注意控制變量法的合理運用．在對實驗結(jié)果進行觀察時，主要是通過U形管中液面的高度差來反映液體內(nèi)部壓強的大�。�