Question

10．“帕斯卡裂桶實驗”的演示，激發了學生“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）實驗中液體壓強的大小是通過比較U型管液面高度差來判斷的，這種方法通常稱為轉換法．
（2）由圖（a）和圖（b）兩次實驗數據比較可以得出：同種液體的同一深度處液體向各個方向的壓強大小都相等．
（3）由圖（a）和圖（c）兩次實驗比較可以得出：液體的壓強隨深度的增加而增大．
（4）由圖（a）和圖（d）兩次實驗比較可以得出液體的壓強還與液體的密度有關．

Answer 1

分析 （1）用壓強計測量液體內部壓強，U型管左右液面出現高度差，說明液體內部存在壓強；
（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，與方向無關；
（3）根據公式p=ρgh，液體的壓強與液體的深度和密度都有關系，要想得出液體的壓強與深度的關系，分析時要采用控制變量法，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條件就選哪一組；
（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 解：（1）實驗中，液體壓強的大小變化是通過比較U型管兩側液面的高度差來判斷的，這種方法通常稱為轉換法；
（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方向的壓強大小都相等；
（3）由p=ρgh可知，液體的壓強與液體的深度和密度都有關，要想得出液體的壓強與深度的關系，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，故應選擇圖（a）和圖（c）兩次實驗數據比較；
（4）分析圖（a）和圖（d）的兩次實驗數據，發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，一杯是水，另一杯是濃鹽水，從而得出液體的壓強與液體密度的關系．
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方向的壓強大小都相等；（3）（c）；（4）密度．

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．