Question

15．為了研究柱體浸入水中的過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)情況，某小組同學(xué)選用高度H、底面積S均不同的柱體A、B和C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他們?cè)O(shè)法使柱體A逐步浸入水中，測(cè)量并記錄其下表面到水面的距離h及水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p，接著僅換用圓柱體B、C重新實(shí)驗(yàn)，并將全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表一中（實(shí)驗(yàn)中容器內(nèi)水均未溢出）．
表一 柱體A  H=0.4米 S=0.03米²

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	h（米）	P（帕）
1	0	6000
2	0.1	6200
3	0.2	6400
4	0.3	6600
5	0.4	6800
6	0.5	6800

表二  柱體B   H=0.3米 S=0.05米²

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	h（米）	P（帕）
7	0	6000
8	0.12	6400
9	0.15	6500
10	0.18	6600
11	0.24	6800
12	0.3	7000

表三   柱體C   H=0.2米 S=0.06米²

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	h（米）	P（帕）
13	0	6000
14	0.05	6200
15	0.1	6400
16	0.15	6600
17	0.2	6800
18	0.3	6800

①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3、4（或8、9、10、11或14、15、16）數(shù)據(jù)中p和h的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：同一柱體浸入水的過(guò)程中，當(dāng)h＜H時(shí)，p隨h的增大而增大．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)5、6與17、18數(shù)據(jù)中的p和h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：同一柱體浸入水的過(guò)程中，當(dāng)柱體浸沒(méi)后，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)與柱體到水面的距離h無(wú)關(guān)；．
③進(jìn)一步分析比較表一、表二和表三中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出初步結(jié)論：
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、14或3、8、15或4、10、16中的p和h及S的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積相同時(shí)，p相同．
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、14和3、8、15和4、10、16中的p和h及S的數(shù)量及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積越大越大，p越大．

Answer 1

分析 ①看清每個(gè)表表頭的柱體的高度H與表中柱體下表面到水面的距離h，且h＜H，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，確定研究對(duì)象，得出研究的序號(hào)；
②實(shí)驗(yàn)序號(hào)5、6與17、18，柱體從剛好浸沒(méi)到浸沒(méi)深度增加的過(guò)程中，分析表三中數(shù)據(jù)中的p和h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件得出結(jié)論；
③a、對(duì)比表一實(shí)驗(yàn)序號(hào)2水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，等于表三實(shí)驗(yàn)序號(hào)14水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，均為6200Pa；
b、對(duì)比表一實(shí)驗(yàn)序號(hào)3水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，等于表二實(shí)驗(yàn)序號(hào)8水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等，等于表三實(shí)驗(yàn)序號(hào)15水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，均為6400Pa；
c、對(duì)比表一實(shí)驗(yàn)序號(hào)4水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，等于表二實(shí)驗(yàn)序號(hào)10水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等；等于表三實(shí)驗(yàn)序號(hào)16水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，均為6600Pa；
對(duì)a（或b或c）結(jié)合不同柱體浸入水中的體積相同時(shí)，分析得出水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的關(guān)系；
對(duì)a和b和c，分析得出對(duì)于不同柱體，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)隨浸入水中的體積大小的變化關(guān)系．

解答 解：①因要得出“同一柱體浸入水的過(guò)程中，當(dāng)h＜H時(shí)，p隨h的增大而增大”的結(jié)論，因研究對(duì)象是同一柱體，所以，應(yīng)在同一個(gè)表中分析，當(dāng)h＜H時(shí)，即柱體下表面到水面的距離h應(yīng)小于柱體本身的高度H，
所以應(yīng)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3、4（或8、9、10、11或14、15、16）數(shù)據(jù)中p和h的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：同一柱體浸入水的過(guò)程中，當(dāng)h＜H時(shí)，p隨h的增大而增大；
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)5、6與17、18數(shù)據(jù)中的p和h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，因柱體的高度分別為0.2米、0.4米，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)柱體從剛好浸沒(méi)到浸沒(méi)深度增加的過(guò)程中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)保持不變，即水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)與柱體到水面的距離h無(wú)關(guān)；
③分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、14（或3、8、15或4、10、16中的p和h及S）柱體浸入水中的體積和水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)：
柱體在浸入水的過(guò)程中，
柱體A浸入水中的體積V₂=0.1m×0.03m²=3×10^-3m³，
柱體C浸入水中的體積V₁₄=0.05m×0.06m²=3×10^-3m³，
這兩次實(shí)驗(yàn)中浸入水中的體積 V₂=V₁₄，
而在這兩次實(shí)驗(yàn)中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等，p_Ⅰ=6200Pa；
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3、8、15，
柱體A浸入水中的體積V₃=0.2m×0.03m²=6×10^-3m³，
柱體B浸入水中的體積V₈=0.12m×0.05m²=6×10^-3m³，
柱體C浸入水中的體積V₁₅=0.1m×0.06m²=6×10^-3m³，
這三次實(shí)驗(yàn)中浸入水中的體積：V₃=V₈=V₁₅，
而序號(hào)3、8、15實(shí)驗(yàn)，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p_Ⅱ=6400Pa；
同理，分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、10、16，
柱體A浸入水中的體積V₄=0.3m×0.03m²=9×10^-3m³，
柱體B浸入水中的體積V₁₀=0.18m×0.05m²=9×10^-3m³，
柱體C浸入水中的體積V₁₆=0.15m×0.06m²=9×10^-3m³，
這三次實(shí)驗(yàn)中浸入水中的體積：V₄=V₁₀=V₁₆，
而序號(hào)4、10、16實(shí)驗(yàn)中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p_Ⅲ=6600Pa；
所以，分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、14（或3、8、15或4、10、16）中的p和h及S的數(shù)量及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：
不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積相同時(shí)，p相同；
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、14和3、8、15和4、10、16中的p和h及S的數(shù)量及相關(guān)條件，
浸入水中的體積3×10^-3m^3_＜浸入水中的體積3×10^-3m³＜浸入水中的體積3×10^-3m³，
而p_Ⅰ=6200Pa＜p_Ⅱ=6400Pa＜p_Ⅲ＜6600Pa；
可得出的初步結(jié)論是：
不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積越大，p越大；
故答案為：（1）2、3與4（或8、9、10與11或14、15與16）；
②當(dāng)柱體浸沒(méi)后，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)與柱體到水面的距離h無(wú)關(guān)；
③2、14或3、8、15或4、10、16中的p和h及S；不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積相同時(shí)，p相同；
2、14和3、8、15和4、10、16中的p和h及S；不同柱體浸入水的過(guò)程中，浸入液體的體積越大越大，p越大．

點(diǎn)評(píng) 本題研究柱體浸入水中的過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)情況，考查從表中獲取有效信息的能力及分析數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力和控制變量法和歸納法的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，難度大，為壓軸題．