李强是个善于观察与思考的学生．(1)他发现:家里洗菜池中装满水时.提起橡皮塞比较费力．说明:水对池底的橡皮塞有向下的压强．图甲实验现象证明液体对容器侧壁有压强．图乙中一个两端扎有橡皮膜的长方体塑料小桶分别水平.竖直放入水中.橡皮膜都会向内陷现象进一步证明液体内向各个方向都有压强．(2)图丙中.若将蒙上橡皮膜的空金属盒放在液体里.U形管左右两� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

9．李强是个善于观察与思考的学生．
（1）他发现：家里洗菜池中装满水时，提起橡皮塞比较费力．说明：水对池底的橡皮塞有向下的压强．图甲实验现象证明液体对容器侧壁有压强．图乙中一个两端扎有橡皮膜的长方体塑料小桶分别水平、竖直放入水中，橡皮膜都会向内陷现象进一步证明液体内向各个方向都有压强．

（2）图丙中，若将蒙上橡皮膜的空金属盒放在液体里，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了薄膜所受液体压强大小．若想用此仪器探究液体内部压强与深度的关系，如何进行实验？
（3）李强同学利用微小压强计探究出了在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强相等，他想只要能够计算出同一深度液体向下的压强，则其它方向的压强就可以知道了．于是他利用所学过的相关物理知识对液体内部压强的计算公式进行了推导．请通过以下提示将这个公式推导出来．
如图丁，设想在密度为ρ的液体中，液面下h处有一个水平放置的“平面”，平面上有一个长方体液柱，请推证液面下深度为h处液体压强计算公式．
（4）李强同学又想到生活中很多物体在水中会受到浮力，他再次仔细观察图乙中的实验现象，明白了浮力产生的原因是：浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，压力差即为浮力．
（5）如图戊所示的装置，容器中间用隔板分成大小相同且互不相通的A，B两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭．橡皮膜两侧压强不相等时，会向压强小的一侧凸起．小可同学用该装置做“探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验．请你针对该实验装置从实验设计的合理性、实验过程的可操作性、实验结果的可靠性等方面写出一条评估意见．

分析（1）液体具有重力，所以对容器底部有压强；液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强；
（2）液体内部压强可以通过观察压强计U形管两边液柱的高度差来比较大小，采用的是转换法；
（3）同种液体深度相同时，液体向各个方向的压强都相等；
（4）浮力就是物体上、下表面受到液体的压力差；
（5）液体压强跟液体的密度和深度有关，实验中用到控制变量法；

解答解：（1）由于液体受到重力作用，所以液体对容器底部有压强；液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强，图甲实验现象证明；液体对容器侧壁有压强；
图乙中一个两端扎有橡皮膜的长方体塑料小桶分别水平、竖直放入水中，橡皮膜都会向内陷，该现象进一步证明液体内向各个方向都有压强．
（2）图丙中，若将蒙上橡皮膜的空金属盒放在液体里，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了薄膜所受液体压强大小；
要探究液体压强与液体的深度的关系，必须控制液体密度相同，多次改变橡皮膜在同种液体中的深度，观察并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差．
（3）保持液体的密度、深度相同，两玻璃管中液面高度差不变，说明了在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等；
液面下深度为h处液体压强为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρShg}{S}$=ρhg．
（4）浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，压力差即为浮力．
（5）小可同学用图丁装置做“探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验，由于透过容器壁观察橡皮膜的形变程度，对不透明液体，不便观察．
故答案为：
（1）液体对容器侧壁有压强；橡皮膜都会向内陷；
（2）液体压强大小；多次改变橡皮膜在同种液体中的深度，观察并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差；
（3）相等；p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρShg}{S}$=ρhg；
（4）浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，压力差即为浮力；
（5）由于透过容器壁观察橡皮膜的形变程度，对不透明液体，不便观察．

点评此题主要考查的是学生对液体内部压强规律的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的应用，认识和会用U形管压强计，这是我们必须掌握的基本技能．