Question

10．通過“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）實驗中液體內部壓強的大小通過U形管兩側液面的高度差反應出來．
（2）比較a圖和c圖可以得出液體內部壓強的大小與深度有關．
（3）比較圖a和圖d可以得出的結論是同一深度，液體的密度越大，液體的壓強越大．

Answer 1

分析 （1）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，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；
（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：（1）實驗中液體壓強的大小變化不易直接測量，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反映液體壓強的大小變化；
（2）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；
（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，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為：在同一深度，液體的密度越大，液體的壓強越大．
故答案為：
（1）U形管兩側液面的高度差；（2）a；c；（3）同一深度，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．