Question

小明利用生活中常見的材料做了一個小實驗．如圖1所示，將飲料瓶中裝滿水后擰緊瓶蓋，在側壁開了一個小孔A，發現水并不流出，這是因為受到

大氣壓

的作用；在A孔下方開一個相同大小的小孔B，將瓶蓋擰開，發現從B孔噴出的水較遠，這是因為

液體壓強隨深度的增加而增大

．
當老師介紹了液體壓強，特別是演示了“帕斯卡裂桶實驗”后，更激發了小明“探究影響液體壓強大小因素”的興趣．他們設計了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＞h
（1）實驗中液體內部壓強的大小通過

U型管兩側液面的高度差

反應出來．
（2）實驗中液體內部壓強最小的是

C

圖．
（3）比較圖a和圖d可以得出的結論是：

深度相同，液體的密度越大，液體的壓強越大

．

Answer 1

分析：瓶蓋擰緊后，由于瓶子內部與外界隔絕，所以在外界大氣壓的作用下，導致了水沒有流出；AB兩處水的流速不同，反應了兩處水的壓強不同，流速大的位置壓強大，結合兩處的深度不同，從而得出結論．
（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）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：瓶蓋擰緊后，瓶內與瓶外隔絕，在A處開口后，由于外界大氣壓的作用，將瓶內的水壓在瓶內而流不出來．
AB兩處深度不同，由于液體壓強隨著深度的增加而增大，且B處得深度比A處的深度要大，所以，B處水的壓強要大于A處水的壓強，從而導致了B處得水流速度大于A處得水流速度，才出現了圖示的現象．
（1）液體壓強的變化會引起壓強計的探頭受到的壓力發生變化，從而導致壓強計探頭上的橡皮膜的形狀發生變化，進而引起壓強計U形管兩側液面的高度差發生變化，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；
（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�。�
（3）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，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：大氣壓；液體壓強隨深度的增加而增大；
（1）U型管兩側液面的高度差；
（2）c；
（3）深度相同，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．