Question

某小組同學做實驗探究盛有液體的容器底部受到液體壓強大小與哪些因素有關，如圖（a）所示的三個不同底面積的圓柱形容器中分別注入質量相等的水，利用儀器測得容器底部受到水的壓強，并將相關實驗數據記錄在表一中；接著用酒精重復上述實驗操作，并將數據記錄在表二中；隨后，他們又在如圖18（b）所示的三個不同底面積的口大底小容器中注入等質量的水，重復上述實驗，數據記錄在表三中．通過分析發現液體對容器底的壓強與容器的形狀、液體質量是無關的．下面請同學們根據他們記錄的數據繼續分析．（已知ρ_酒精=0.8×10³千克/米³）
表一（注入水1千克）

實驗序號	深度（米）	容器底面積（cm2）	容器底的壓強（帕）
1	0.1	100	980
2	0.2	50	1960
3	0.5	20	4900

表二（注入酒精0.8千克）

實驗序號	深度（米）	容器底面積（cm2）	容器底的壓強（帕）
4	0.1	100	784
5	0.2	50	1568
6	0.5	20	3920

表三（注入水1千克）

實驗序號	深度（米）	容器底面積（cm2）	容器底的壓強（帕）
7	0.1	80	980
8	0.2	40	1960
9	0.5	15	4900

（1）分析比較實驗序號______有關數據，可得出的初步結論是：同種液體，當液體深度相同時，液體對容器底部的壓強與容器底部面積大小無關．
（2）分析比較實驗序號1、2、3（或4、5、6或7、8、9）可知：______．
（3）為了得出液體容器底部受到液體壓強大小與______的關系，分析比較實驗序號1與4（或2與5；3與6；4與7；5與8；6與9）可知：______．
（4）該小組同學根據表格中的數據計算了液體對容器底的壓力并與液體的重力進行比較．歸納得出結論：
（a） 分析比較表一或表二中的數據及相關條件，可初步得出______；
（b）分析比較表三中的數據及相關條件，可初步得出______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據實驗結論確定實驗步驟，要找出實驗過程中控制的物理量，變化的物理量，最終實驗結果，在實驗步驟中對比確定．
（2）根據實驗步驟總結規律，應明確這些步驟中控制的物理量有哪些，變化的物理量是什么，最終的結果是什么．
（3）根據實驗步驟確定影響因素和總結規律時，都需要明確實驗過程中控制的物理量和變化的物理量及變化規律．
（4）分別用公式F=PS和G=mg計算液體對容器底的壓力和液體的重力，將兩者大小進行比較，同時比較不同容器形狀的區別．
解答：解：
（1）在實驗結論中，控制的條件一是同種液體，所以必須在表一和表三中尋找答案；控制的條件二是相同的深度，所以是表一的1與表三的7比較．
（2）在實驗序號1、2、3中，液體的種類是相同的，從上向下，液體深度是增大的，液體對容器底的壓強也是增大的．所以結論為：同種液體，對容器底的壓強與深度成正比．
（3）在實驗序號1和4中，液體密度不同，分析此兩步知，在液體深度相同時，水對容器底的壓強大于酒精．所以這兩步比較的是液體密度對壓強的影響，實驗結論是：不同液體，深度相同時，密度越大，對容器底的壓強越大．
（4）（a）在表一序號1中，水的重力為G=mg=1kg×9.8N/kg=9.8N
水對容器底的壓力為F=PS=980Pa×0.01m²=9.8N
比較結果知，水對容器底的壓力等于水的重力，
序號2、3、4、5、6中壓力都等于重力．
所以結論為：圓柱體容器中，液體對容器底的壓力等于液體的重力． 
（b）在表三序號7中，水的重力為G=mg=1kg×9.8N/kg=9.8N
水對容器底的壓力為F=PS=980Pa×0.008m²=7.84N
比較結果知，水對容器底的壓力不等于水的重力，
序號8、9中，壓力也不等于重力
所以結論為：圓錐體容器中，液體對容器底的壓力不等于液體的重力
故答案為：
（1）1與7（或2與8；3與9）
（2）同種液體，對容器底的壓強與深度成正比．
（3）液體密度；液體深度相同，液體密度越大，液體對容器底的壓強越大．
（4）（a）圓柱體容器中，液體對容器底的壓力等于液體的重力．
（b）圓錐體容器中，液體對容器底的壓力不等于液體的重力．
點評：對于題目較長，信息量較大的實驗題分析數據總結結論時，可以直接面對要解決的問題，采用逆推法找出需要的已知條件．