Question

19．趙華小組在研究液體內部壓強的特點與規(guī)律時，遇到如下問題：
（1）本實驗研究中，主要用到了什么研究方法？
請列舉兩種：控制變量法、轉換法．
（2）如圖1，將小壓強計的金屬盒放在水中，若使壓強計U形管兩邊液面的高度差減小，可行的辦法是B：
A．將壓強計的金屬盒向下移動一段距離   B．將壓強計金屬盒向上移動一段距離
C．將壓強計金屬盒在原位置轉動180°  D．將壓強計金屬盒放在同深度的食鹽水中
（3）該組同學用甲、乙兩種液體進行了多次實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了液體壓強隨深度變化的圖象，如圖2所示，則甲、乙兩種液體的密度關系是ρ_甲＞ρ_乙 （選填“＞”“=”或“＜”）
（4）他們又提出了新的猜想，于是利用小壓強計、刻度尺和裝有適量水的A、B兩個燒杯，進行了如下實驗探究．
①將小壓強計的探頭放入A燒杯的水中，探頭到燒杯底的距離L₁為6cm，如圖甲所示，記錄小壓強計U形管兩側的液面高度差h₁；
②將小壓強計的探頭放入B燒杯的水中，探頭到燒杯底的距離L₂為10cm，如圖乙所示，記錄小壓強計U形管兩側的液面高度差h₂；
該組同學發(fā)現(xiàn)h₁大于h₂，于是他們得出結論：“液體內部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L有關”．
親愛的同學，你認為這個觀點是否正確？錯誤（選填“正確”或“錯誤”）．
請你利用這些器材，設計一個實驗，來分析判斷“液體內部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離是否有關”？寫出實驗步驟和根據(jù)現(xiàn)象分析所得出的結論．

Answer 1

分析 （1）物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題；每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．
（2）根據(jù)影響壓強大小的因素進行判斷，要減小U形管兩邊液面的高度差，根據(jù)p=ρ液gh，可以減小深度或減小液體的密度．
（3）在圖象中取一個相同的深度h₀，然后利用甲乙兩液體壓強隨深度變化的圖象，即可得到在深度相同時，甲乙兩液體的壓強大小情況．再利用液體壓強的計算公式，即可得到兩種液體密度的大小關系．
（4）根據(jù)液體壓強公式p=ρgh可知，液體內部壓強只跟液體的密度和深度有關，密度相同時深度越深壓強越大，深度是指自由液面到所在位置的豎直距離，與該點到容器底的距離無關．

解答 解：（1）由實驗過程可知，小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和控制變量法．
（2）A、將探頭向下移動一段距離，深度變大，橡皮膜受到的壓強變大，U形管兩邊液面的高度差變大，故A錯誤；
B、將探頭向上移動一段距離，深度變小，橡皮膜受到的壓強變小，U形管兩邊液面的高度差減小，故B正確；
C、液體內部在同一深度不同方向的壓強是相等的，將壓強計的探頭在原處轉動180°不會影響壓強的大小，故C錯誤；
D、將探頭放在食鹽水中的同樣深度處，液體的密度變大，橡皮膜受到的壓強變大，U形管兩邊液面的高度差變大，故D錯誤；
故選B．
（3）如圖所示：在圖象上取一個相同的橫坐標深度h₀，就會發(fā)現(xiàn)甲乙兩液體的壓強不同，并且p_甲＞p_乙．利用公式：ρ=$\frac{p}{gh}$可知，在gh都相同的情況下，壓強越大，液體的密度就越大．所以甲的密度大于乙的密度；
（4）液體內部壓強只跟液體的密度和深度有關，液體內部某點的壓強與該點到容器底的距離無關，故觀點是錯誤的；
實驗步驟為：
①將小壓強計的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測量探頭到燒杯底的距離L₁和探頭到水面的距離H，讀出壓強計U形管兩側的液面高度差h₁．
②向燒杯中倒入適量的水，調整探頭所在的位置，使探頭到水面的距離仍為H，用刻度尺測量探頭到燒杯底部的距離L₂，讀出壓強計U形管兩側的液面高度差h₂．
分析數(shù)據(jù)，若L₁≠L₂，h₁=h₂．則說明液體內部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L無關．
若L₁≠L₂，h₁≠h₂．則說明液體內部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L有關．
故答案為：（1）控制變量法；轉換法；（2）B；（3）＞；（4）錯誤；見解析．

點評 這是一道探究實驗題，此題的難點是液體壓強計的有關知識，我們要了解壓強計的原理，知道液體壓強計的操作要求等．