Question

10．“帕斯卡裂桶实验”的演示，激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣．他们设计了如图所示的实验探究方案，图（a）、（b）、（d）中金属盒在液体中的深度相同．实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．

（1）实验中液体压强的大小是通过比较U型管液面高度差来判断的，这种方法通常称为转换法．
（2）由图（a）和图（b）两次实验数据比较可以得出：同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强大小都相等．
（3）由图（a）和图（c）两次实验比较可以得出：液体的压强随深度的增加而增大．
（4）由图（a）和图（d）两次实验比较可以得出液体的压强还与液体的密度有关．

Answer 1

分析 （1）用压强计测量液体内部压强，U型管左右液面出现高度差，说明液体内部存在压强；
（2）根据公式P=ρgh，液体的压强与液体的深度和密度都有关系，与方向无关；
（3）根据公式p=ρgh，液体的压强与液体的深度和密度都有关系，要想得出液体的压强与深度的关系，分析时要采用控制变量法，弄清需要控制液体的密度相同，改变液体的深度，与图（a）相比看哪幅图中的物理量符合这两个条件就选哪一组；
（4）分析图（a）和图（d）的两次实验数据，找出哪些量是相同的，哪些量是不同的，从而得出液体的压强与液体密度的关系．

解答 解：（1）实验中，液体压强的大小变化是通过比较U型管两侧液面的高度差来判断的，这种方法通常称为转换法；
（2）由公式P=ρgh可知，液体的压强与液体的深度和密度都有关系，图a，b中液体都是水，比较图a和图b可知，同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强大小都相等；
（3）由p=ρgh可知，液体的压强与液体的深度和密度都有关，要想得出液体的压强与深度的关系，需要控制液体的密度相同，改变液体的深度；a、c两图中液体密度相同，探头所处的深度不同，故应选择图（a）和图（c）两次实验数据比较；
（4）分析图（a）和图（d）的两次实验数据，发现两次实验橡皮膜所处的深度相同，即液体的深度相同，而液体的密度却不同，一杯是水，另一杯是浓盐水，从而得出液体的压强与液体密度的关系．
故答案为：（1）U型管液面高度差；（2）同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强大小都相等；（3）（c）；（4）密度．

点评 本题考查液体压强的特点，涉及到两种物理学方法：控制变量法和转换法，解题时注意实验过程的分析和实验结论的表述都要采用控制变量法，领悟这两种方法的真谛．