Question

18．“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”的演示，激發(fā)了學(xué)生“探究影響液體壓強(qiáng)大小因素”的興趣．他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖20所示的實(shí)驗(yàn)探究方案，圖（a）、（b）、（d）中金屬盒在液體中的深度相同．實(shí)驗(yàn)測(cè)得幾種情況下壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．

（1）實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小通過(guò)比較U型管兩側(cè)液面的高度差反應(yīng)出來(lái)；
（2）如圖中，金屬盒的橡皮膜受到的壓強(qiáng)最小的是c圖；
（3）比較ab兩圖，可得出的結(jié)論是：同種液體在同一深度，液體各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；
（4）若比較a、d兩圖，可得出的結(jié)論是：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，有很多物理量難于用儀器、儀表直接測(cè)量，就可以根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系和各種效應(yīng)把不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；在實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小變化不易直接測(cè)量，可以尋找液體壓強(qiáng)的變化會(huì)引起哪些物理量發(fā)生變化，看能否通過(guò)形象直觀的變化來(lái)反應(yīng)液體壓強(qiáng)的大小變化；
（2）根據(jù)公式P=ρgh，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，比較圖中U形管的高度差，判斷液體壓強(qiáng)大�。�
（3）找出同種液體和同一深度且盒口朝向不同的兩圖分析得出結(jié)論；
（4）分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出哪些量是相同的，哪些量是不同的，從而得出液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系

解答 （1）液體壓強(qiáng)的變化會(huì)引起壓強(qiáng)計(jì)的探頭受到的壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致壓強(qiáng)計(jì)探頭上的橡皮膜的形狀發(fā)生變化，進(jìn)而引起壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差發(fā)生變化，因此可以利用壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差來(lái)判斷液體壓強(qiáng)的大小變化；這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；
（2）由公式p=ρgh可知，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，圖a，b，c中液體都是水，c圖中壓強(qiáng)計(jì)探頭上的橡皮膜探頭在水中深度最小，d圖中液體是鹽水，密度大，同時(shí)深度也大，壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．因此，c圖中液體內(nèi)部壓強(qiáng)最小．
（3）盒口朝向不同，說(shuō)明橡皮膜受到的液體壓強(qiáng)不同，同種液體和同一深度，盒口朝向不同的且兩管液面高度差相等的兩圖ab，得出的結(jié)論是：同種液體在同一深度，液體各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；
（4）分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩次實(shí)驗(yàn)橡皮膜所處的深度相同，即液體的深度相同，而液體的密度卻不同，從而得出液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．
故答案為：
（1）U型管兩側(cè)液面的高度差；
（2）c；
（3）ab
（4）在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及到兩種物理學(xué)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法，解題時(shí)注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表述都要采用控制變量法，領(lǐng)悟這兩種方法的真諦