Question

10．“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．他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(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)中液體壓強(qiáng)的大小是通過比較U型管液面高度差來判斷的，這種方法通常稱為轉(zhuǎn)換法．
（2）由圖（a）和圖（b）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較可以得出：同種液體的同一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等．
（3）由圖（a）和圖（c）兩次實(shí)驗(yàn)比較可以得出：液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大．
（4）由圖（a）和圖（d）兩次實(shí)驗(yàn)比較可以得出液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）用壓強(qiáng)計(jì)測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)，U型管左右液面出現(xiàn)高度差，說明液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)；
（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，與方向無關(guān)；
（3）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，要想得出液體的壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，分析時(shí)要采用控制變量法，弄清需要控制液體的密度相同，改變液體的深度，與圖（a）相比看哪幅圖中的物理量符合這兩個(gè)條件就選哪一組；
（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 解：（1）實(shí)驗(yàn)中，液體壓強(qiáng)的大小變化是通過比較U型管兩側(cè)液面的高度差來判斷的，這種方法通常稱為轉(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中液體都是水，比較圖a和圖b可知，同種液體的同一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等；
（3）由p=ρgh可知，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)，要想得出液體的壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，需要控制液體的密度相同，改變液體的深度；a、c兩圖中液體密度相同，探頭所處的深度不同，故應(yīng)選擇圖（a）和圖（c）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較；
（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，一杯是水，另一杯是濃鹽水，從而得出液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系．
故答案為：（1）U型管液面高度差；（2）同種液體的同一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等；（3）（c）；（4）密度．

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．