Question

2．为了验证液体压强的特点，某实验小组设计了如图装置，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭．橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变．它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验．
（1）当容器左右两侧分别加入深度不同的水，且左侧水面较低，会看到橡皮膜向右侧凸出，说明液体压强与液体深度有关．
（2）若要检验压强和液体密度关系时，重新在左边倒入深80cm的水，右边倒入深80cm的酒精．发现橡皮膜向右突出，可得到结论液体深度相同时，液体密度越大，压强越大．
（3）在（2）的基础上，现在要求橡皮膜不发生形变，可以增加右边的液体（“左边”、“右边”），使两边的液面差为0.2m．

Answer 1

分析 （1）要探究“液体压强跟深度的关系”，则应使液体密度相同，液体深度不同；
（2）要探究“液体压强跟液体密度的关系”，则应使液体深度相同，液体密度不同；
（3）水和酒精对橡皮膜的压强相等，根据压强的变形公式计算两边的液面差．

解答 解：（1）隔板两侧水的密度相同，深度不同，右侧中水深度大，橡皮膜向左侧凸出，说明右侧水压强大，说明：同种液体中，液体压强与液体深度有关；
（2）若要探究液体压强是否与液体密度有关，则应使液体深度相同，液体密度不同，故容器左右两部分分别注入不同的液体，保持右侧的液面与左侧的液面相平，所以左边倒入深80cm的水，右边倒入深80cm的酒精，发现橡皮膜向右侧凸出，说明液体压强与液体的密度有关，可可得到结论：液体深度相同时，液体密度越大，压强越大；
（3）根据液体压强公式p=ρgh可知，在（2）的基础上，现在要求橡皮膜不发生形变，可以增加右边的液体；
因为此时橡皮膜相平，则水对橡皮膜的压强和酒精对橡皮膜的压强相等，
故p_酒精=p_水；
ρ_酒精gh_酒精=ρ_水gh_水；
1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.8m=0.8×10³kg/m³×10N/kg×h_酒精；
h_酒精=1m
两边的液面差为△h=1m-0.8m=0.2m．
故答案为：（1）液体深度；（2）80；液体深度相同时，液体密度越大，压强越大；（3）右边；0.2m．

点评 此题是探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用．