Question

5．某興趣小組在制作“浮沉子”時(shí)，為了研究受力情況對(duì)“浮沉子”浮沉的影響．他們用兩個(gè)玻璃管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，玻璃管一端開口，重力為4N，粗細(xì)相同、長(zhǎng)度不同．實(shí)驗(yàn)中將玻璃管開口端向下插入水中的不同位置，玻璃管上部始終有一部分氣體（質(zhì)量忽略不計(jì)），管內(nèi)液面距離水面深度為h，用DIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量出玻璃管頂上側(cè)所受壓力F₁和下側(cè)所受壓力F₂，同時(shí)觀察玻璃管由靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)情況．小佳和小匯分別用長(zhǎng)度不同的玻璃管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，表一、表二是他們各自記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

表一（玻璃管長(zhǎng)l1，實(shí)驗(yàn)記錄：小佳）                  表二（玻璃管長(zhǎng)l2，實(shí)驗(yàn)記錄：小匯）
	第二列	第三列	第四列	第五列	第六列		第八列	第九列	第十列	第十一列	第十二列
F1h F2F1F2h 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)裝置示意圖	管內(nèi)液面深度h（cm）	管頂上側(cè)壓力F1（N）	管頂下側(cè)壓力F2（N）	釋放后管運(yùn)動(dòng)情況	F1h F2F1F2h 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)裝置示意圖	管內(nèi)液面深度h（cm）	管頂上側(cè)壓力F1（N）	管頂下側(cè)壓力F2（N）	釋放后管運(yùn)動(dòng)情況
1		4	40	44	漂浮	7		4	40	44	漂浮
2		6	40	46	上浮	8		6	40	46	上浮
3		8	43	48	上浮	9		10	45	50	上浮
4		10	46	50	懸浮	10		12	48	52	懸浮
5		12	49	52	下沉	11		14	51	54	下沉
6		14	52	54	下沉	12		16	54	56	下沉

①分析比較第三、五列或第九、十一列中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的初步結(jié)論是：管頂下側(cè)壓力隨管內(nèi)液面深度的增大而增大，且進(jìn)一步分析比較可得：管頂下側(cè)壓力增加量與管內(nèi)液面深度的增加量成正比．
②進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二中的實(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)1、4或7、10的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差等于重力時(shí)物體處于平衡狀態(tài)．
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3或8、9的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差大于重力時(shí)物體上�。�
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)5、6或11、12的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差小于重力時(shí)物體下沉．
③進(jìn)一步綜合分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4與9或5與10或6與11中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：長(zhǎng)度不同的玻璃管浸沒(méi)后，當(dāng)管內(nèi)液面的深度相同時(shí)，管頂上下的壓力差不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定相同．

Answer 1

分析 （1）據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)并結(jié)合第三、五列或第九、十一列中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析液體的壓力與深度的關(guān)系，即可確定實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；
（2）物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是平衡狀態(tài)，故此時(shí)的漂浮是平衡狀態(tài)；
同時(shí)對(duì)于浸入液體中的物體，若浮力大于自身的重力，則物體上浮，若浮力小于自身的重力，則物體下沉；故據(jù)上面的知識(shí)逐個(gè)分析即可判斷；
（3）物體的運(yùn)動(dòng)速度的改變或運(yùn)動(dòng)方向的改變都屬于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，故結(jié)合題目中所提示的管頂所受的壓力差的大小，分析判斷即可解決．

解答 解：①分析比較第三、五列或第九、十一列中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可看出管頂下側(cè)所處深度越深，其所受的壓力就越大，即管頂下側(cè)壓力隨管內(nèi)液面深度的增大而增大；同時(shí)比較具體的數(shù)據(jù)特點(diǎn)能看出，管頂下側(cè)壓力增加量與管內(nèi)液面深度的增加量成正比．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4或7、10的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差等于重力時(shí)物體處于平衡狀態(tài)．
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3或8、9的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差大于重力時(shí)物體上浮．
分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)5、6或11、12的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的初步結(jié)論是：玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差小于重力時(shí)物體下沉．
③進(jìn)一步綜合分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4與9或5與10或6與11中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：長(zhǎng)度不同的玻璃管浸沒(méi)后，當(dāng)管內(nèi)液面的深度相同時(shí)，管頂上下的壓力差不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定相同．
故答案為：①管頂下側(cè)壓力隨管內(nèi)液面深度的增大而增大；管頂下側(cè)壓力增加量與管內(nèi)液面深度的增加量成正比．
②玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差等于重力；玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差大于重力；玻璃管頂上、下側(cè)所受的壓力差小于重力；
③管頂上下的壓力差不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定相同．

點(diǎn)評(píng) 本題中主要考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熟練運(yùn)用，在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論選擇實(shí)驗(yàn)序號(hào)時(shí)，要先關(guān)注控制的條件是什么，再到表格去尋找相關(guān)數(shù)據(jù)，最后看變量之間的關(guān)系是否與結(jié)論相符；