题目内容

6.某小组同学通过实验研究浸在液体中的物体表面受到液体的压力大小与什么因素有关.他们把高为0.2米的实心圆柱体先后浸入A、B两种液体中(ρA<ρB),并用力F1改变下表面到液面的距离h,如图所示.他们利用仪器测得力F1和长方体下(或上)表面受到液体的压强,并利用公式求得下(或上)表面受到液体的压力,记录数据如表一、表二所示.
表一 液体A
实   验   序   号123456
液面到下表面的距离h(米)0.160.180.200.220.240.26
上表面受到的压力F1(牛)4.06.08.08.08.08.0
上表面受到的液体的压力F2(牛)0002.04.06.0
下表面受到的液体的压力F3(牛)16.018.020.022.024.026.0
表二 液体B
实   验   序   号789101112
液面到下表面的距离h(米)0.160.180.200.220.240.26
上表面受到的压力F1(牛)5.67.810.010.010.010.0
上表面受到的液体的压力F2(牛)0002.24.46.6
下表面受到的液体的压力F3(牛)17.619.822.024.226.428.6
(1)分析比较实验序号1、2与3或7、8与9等数据中的距离h和下表面受到液体压力F3的关系及相关条件,可得出的初步结论是:在同种液体中,圆柱体下表面受到液体的压力与深度成正比.
(2)分析比较实验序号4与10、5与11或6与12.等数据中的距离h和上表面受到液体压力F2的关系及相关条件,可得出的初步结论是:当深度相同时,液体的密度越大,圆柱体上表面受到液体的压力越大.
(3)请将表一和表二填写完整.
(4)甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二中后三列数据及相关条件,甲同学计算了F3与F1的差值,分别为14.0牛、16.0牛、18.0牛和14.2牛、16.4牛、18.6牛,由此得出结论:浸没在同种液体中的圆柱体,下、上表面受到的液体压力差随深度的增加而增大;乙同学计算了F3与F2的差值,分别为20.0牛、20.0牛、20.0牛和22.0牛、22.0牛、22.0牛,由此得出结论:浸没在同种液体中的圆柱体,下、上表面受到的液体压力差是个定值.请判断,甲同学的分析错误,乙同学的分析合理但结论不完整.
(均选填“错误”、“合理但结论不完整”或“合理且结论完整”)

分析 (1)对于同种液体(ρ相同),因为S相同,所以根据公式F=pS=ρghS可知,液体对上(或下)表面的压力随深度的增大而增大;
(2)对于不同种液体(ρ不相同),因为S相同,所以根据公式F=pS=ρghS可知,在同一深度,密度大的液体对上(或下)表面压力大;
(3)由图可知,液面到下表面的距离h小于或等于0.2米,所以此时上表面受到液体的压强为0,然后由F=PS可知上表面受到的液体的压力F2
(4)甲同学没有掌握好控制变量法,应该是比较深度相同时,不同液体的密度下,长方体上表面受到液体的压力大小,因此错误,乙同学得出的结论正确,但还不完整.

解答 解:(1)分析比较1、2与3可知,当深度h增大时,下表面受到的压力增大,并且成倍数的增大.
可得结论:圆柱体下表面受到液体的压力与深度成正比;分析表7、8与9等数据中的距离,也可以得出这样的结论,故结论为:在同种液体中,圆柱体下表面受到液体的压力与深度成正比;
(2)分析比较表一中4与10、5,可以发现在同样的深度,甲液体的密度比乙液体的密度大,在甲液体中圆柱体上(或下)表面受到的压力大,比较表二中的11或6与12都有这样的结论,可得:当深度相同时,液体的密度越大,圆柱体上(或下)表面受到液体的压力越大;
(3)因这三种情况下上表面受到液体的压强为0,所以由F=PS可知上表面受到的液体的压力F2都为0,答案见上表;
(4)甲同学应该是比较深度相同时,不同液体的密度下,长方体上表面受到液体的压力大小,可得出结论应该是当深度相同时,液体的密度越大,长方体上表面受到液体的压力越大;
乙同学的结论应该是:浸没在同种液体中的长方体,下、上表面受到的液体压力差是个定值;浸没在不同液体中的长方体,下、上表面受到的液体压力差不同;密度越大、压力差越大.
故答案为:(1)在同种液体中,圆柱体下表面受到液体的压力与深度成正比;(2)4与10、5与11或6与12;(3)0;0;0;0;0;0;(4)错误;合理但结论不完整.

点评 理解液体内部的压强随深度的增加而增大,但上下表面受到的压力差即浮力.

练习册系列答案
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14.阅读短文,回答问题:
《可探究的科学问题》
   日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题,像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题,比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题.
   科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题,例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答.并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”,一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的.也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的.例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化.
   一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种,方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,人的腿长会影响跑步速度吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大发声体的振幅,响度就会更大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,平面镜成像的大小与物距的大小有关吗?
   科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向.
回答下列问题:
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是BCD.(选填选项前的字母)
A.哪种类型的噪声对人体危害大?
B.改变温度,空气中的声速会改变吗?
C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?
D.钟摆的摆长会影响摆动周期吗?
E.平面镜成像中,像距与物距有关吗?
F.应鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?
G.反射现象中,入射角增大,发射角会随之变大吗?
(2)“通常弹奏吉他时,琴弦越细或者琴弦越紧,吉他发声的音调就会越高”请根据这个现象,提出一个可以探究的科学问题:音调的高低与琴弦的粗细有关吗.
(3)因变量可能与多个自变量有关时,要探究因变量与其中某一个自变量的关系时要采用控制变量法的物理实验方法.
(4)在探究“液体蒸发快慢与表面空气流速是否有关”的实验中,应如何改变自变量:控制液体的温度和表面积相同,通过改变液体表面空气的流速来探究蒸发的快慢.

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