Question

18．“帕斯卡裂桶實驗”的演示，激發(fā)了學生“探究影響液體壓強大小因素”的興趣．他們設計了如圖20所示的實驗探究方案，圖（a）、（b）、（d）中金屬盒在液體中的深度相同．實驗測得幾種情況下壓強計的U形管兩側液面高度差的大小關系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．

（1）實驗中液體內部壓強的大小通過比較U型管兩側液面的高度差反應出來；
（2）如圖中，金屬盒的橡皮膜受到的壓強最小的是c圖；
（3）比較ab兩圖，可得出的結論是：同種液體在同一深度，液體各個方向的壓強都相等；
（4）若比較a、d兩圖，可得出的結論是：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強越大．．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，有很多物理量難于用儀器、儀表直接測量，就可以根據物理量之間的定量關系和各種效應把不易測量的物理量轉化成易于測量的物理量進行測量，這種方法就叫轉換法；在實驗中液體壓強的大小變化不易直接測量，可以尋找液體壓強的變化會引起哪些物理量發(fā)生變化，看能否通過形象直觀的變化來反應液體壓強的大小變化；
（2）根據公式P=ρgh，液體的壓強與液體的深度和密度都有關系，比較圖中U形管的高度差，判斷液體壓強大�。�
（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論；
（4）分析圖（a）和圖（d）的兩次實驗數據，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與液體密度的關系

解答 （1）液體壓強的變化會引起壓強計的探頭受到的壓力發(fā)生變化，從而導致壓強計探頭上的橡皮膜的形狀發(fā)生變化，進而引起壓強計U形管兩側液面的高度差發(fā)生變化，因此可以利用壓強計U形管兩側液面的高度差來判斷液體壓強的大小變化；這種方法就叫轉換法；
（2）由公式p=ρgh可知，液體的壓強與液體的深度和密度都有關系，圖a，b，c中液體都是水，c圖中壓強計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，同時深度也大，壓強計的U形管兩側液面高度差的大小關系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．因此，c圖中液體內部壓強最小．
（3）盒口朝向不同，說明橡皮膜受到的液體壓強不同，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，得出的結論是：同種液體在同一深度，液體各個方向的壓強都相等；
（4）分析圖（a）和圖（d）的兩次實驗數據，發(fā)現兩次實驗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與液體密度的關系：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強越大．
故答案為：
（1）U型管兩側液面的高度差；
（2）c；
（3）ab
（4）在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強越大．

點評 本題考查液體壓強的特點，涉及到兩種物理學方法：控制變量法和轉換法，解題時注意實驗過程的分析和實驗結論的表述都要采用控制變量法，領悟這兩種方法的真諦