Question

（4分）在探究液體內部壓強特點的實驗中：

（1）如圖甲，小明將金屬盒逐漸浸入水中越來越深的位置，在U形管中觀察到的現象時： ．

（2）小明準備了一杯水和一杯濃鹽水，想要探究液體內部與液體密度的關系，他的操作辦法是： ．

（3）小明想得到液體內部壓強與液體深度、液體密度的定量關系，請你根據所學過的知識，利用圖乙中的液柱模型推導出液體內部壓強的計算公式．

 

Answer 1

（1）金屬盒浸入水中越深，U型管兩邊液面高度差越大；（2）應使壓強計的探頭在不同液體的同一深度處；（3）設圖乙中的液柱模型高度為h，液柱下的液片面積為S．液柱的密度為ρ；

步驟：①這個液柱的體積 V=Sh；②這個液柱的質量 m=ρV=ρSh；

③這個液柱的重力也就是對水平面的壓力 F=G=mg=ρgSh；④平面受到的壓強 P===ρgh；

因此，深度為h處液體的壓強為P=ρgh．

【解析】

試題分析：本實驗將水的內部壓強的大小轉換成U型管兩邊液面高度差的大小來判斷，液面高度差越大，表示水內部的壓強越大．液體壓強的大小與深度和液體的密度有關，液體密度越大，深度越深，壓強越大。

（1）當小明增大金屬盒在水中的深度時，水內部的壓強變大，U型管兩邊液面高度差也變大。

（2）要探究“液體壓強與液體密度的關系”，應使壓強計的探頭放在水和鹽水的的同一深度處，觀察U型管兩邊液面高度差的大小。

（3）設圖乙中的液柱模型高度為h，液柱下的液片面積為S．液柱的密度為ρ；

步驟：①這個液柱的體積 V=Sh；

②這個液柱的質量 m=ρV=ρSh；

③這個液柱的重力也就是對水平面的壓力 F=G=mg=ρgSh；

④平面受到的壓強 P===ρgh；

因此，深度為h處液體的壓強為P=ρgh．

考點： 液體壓強特點