Question

11．創(chuàng)新小組的同學(xué)們要探究“液體內(nèi)部壓強(qiáng)有多大”．
（1）一位同學(xué)將一端帶橡皮膜的玻璃管逐漸浸入水中時(shí)，他看到的現(xiàn)象是橡皮膜向內(nèi)凹，且隨著浸入深度的增加凹陷的越明顯；此現(xiàn)象說(shuō)明液體有向上的壓強(qiáng)，且液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大．

（2）實(shí)驗(yàn)前，同學(xué)們認(rèn)為還能利用系裝置定量研究液體壓強(qiáng)大小，并進(jìn)行討論，如圖甲所示，小明和小聰分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①小明同學(xué)將玻璃管浸入水中某一深度，然后往玻璃管中注入水，直至橡皮膜沒(méi)有凹凸，觀察玻璃管內(nèi)水的高度，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外水面高度差為0；他在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理性探究如圖乙，設(shè)水的密度是ρ，玻璃管的內(nèi)截面積是S，橡皮膜距水面的深度是h．它得到的結(jié)論是液體壓強(qiáng)p=ρgh．
②小聰同學(xué)在玻璃管中分別倒入不同質(zhì)量的細(xì)沙，將玻璃管豎直插入水中，直至橡皮膜沒(méi)有凹凸時(shí)，并測(cè)出橡皮膜在水中的深度，數(shù)據(jù)如下表．

次數(shù)	1	2	3
沙子的質(zhì)量	n	2n	3n
橡皮膜的深度	h	2h	3h

分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度成正比．

Answer 1

分析 液體內(nèi)部向各個(gè)方向都存在壓強(qiáng)，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)，液體壓強(qiáng)計(jì)算公式為p=ρgh．

解答 解：（1）當(dāng)同學(xué)將玻璃管逐漸浸入水中時(shí)，橡皮膜會(huì)逐漸向內(nèi)凹，且隨著浸入的深度的增加凹陷的越明顯；因?yàn)橐后w有向上的壓強(qiáng)，且液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
（2）①設(shè)水的密度是ρ，玻璃管的內(nèi)截面積是S，橡皮膜距水面的深度是h，向玻璃管中倒水，直至橡皮膜變平，
橡皮膜它受到玻璃管中水向下的壓力即F_向下和燒杯中水向上的壓力即F_向上，
因?yàn)橄鹌つぬ幱诙�力平衡狀態(tài)，受平衡力．所以F_向下=F_向上，
即：F_向下=F_向上=G=pS，
p=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=ρgh．
②由表中數(shù)據(jù)可知，沙子質(zhì)量是原來(lái)的2倍，橡皮膜受到的壓強(qiáng)也原來(lái)的2倍，此時(shí)橡皮膜的深度也是原來(lái)的2倍，因而可得出的結(jié)論是：同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度成正比．
故答案為：（1）橡皮膜向內(nèi)凹，且隨著浸入深度的增加凹陷的越明顯；液體有向上的壓強(qiáng)，且液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
（2）①管內(nèi)外水面高度差為0；液體壓強(qiáng)p=ρgh；②同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度成正比．

點(diǎn)評(píng) 此題考查學(xué)生對(duì)于探究液體壓強(qiáng)大小實(shí)驗(yàn)的了解和掌握，注意分析環(huán)節(jié)解答推導(dǎo)．