Question

15．小聰探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)究竟有哪些特點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行了大膽猜想如下：
1：液體內(nèi)部可能有壓強(qiáng)    2：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小可能與方向有關(guān)   
3：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)   4：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小可能與液體的密度有關(guān)
為了驗(yàn)證以上猜想是否正確，小聰在老師的幫助下找來(lái)了一些實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)探究．請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)前，要通過(guò)調(diào)試，使壓強(qiáng)計(jì)U型管兩邊的液面相平，小聰在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時(shí)，U型管兩邊液面幾乎沒(méi)有變化．如圖所示，說(shuō)明該壓強(qiáng)計(jì)漏氣（選填“漏氣”或“不漏氣”）．
（2）為了驗(yàn)證猜想1，小聰把探頭放入水中，再觀察壓強(qiáng)計(jì)U型管兩邊液面是否有高度差來(lái)判斷探頭處是否受到水的壓強(qiáng)．
（3）在驗(yàn)證其余猜想的過(guò)程中，小聰收集到如下表中的數(shù)據(jù)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)：

序號(hào)	液體	深度h（mm）	壓強(qiáng)計(jì)橡皮膜方向	U型管液面高度差（mm）
1	水	20	朝上	18
2	水	20	朝下	18
3	水	20	朝右	18
4	水	40	朝下	36
5	水	60	朝下	54
6	酒精	60	朝下	43

①比較序號(hào)1、2、3、的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等．
②為了驗(yàn)證猜想3，小聰完成的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是表中序號(hào)為2、4、5的實(shí)驗(yàn)．
③比較序號(hào)5、6兩組數(shù)據(jù)，可得出液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)．
（4）小聰在實(shí)驗(yàn)中主要用到的研究方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）液體壓強(qiáng)計(jì)就是利用U形管中液面的高度差來(lái)體現(xiàn)壓強(qiáng)的，壓強(qiáng)越大，U形管液面高度差越大；壓強(qiáng)計(jì)測(cè)量液體壓強(qiáng)時(shí)，就是通過(guò)橡皮膜來(lái)感知壓強(qiáng)的，通過(guò)橡膠管中氣體壓強(qiáng)的變化來(lái)改變U形管中液面高度差的，若液體壓強(qiáng)計(jì)漏氣，U形管中的液面就不會(huì)變化；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)U型管中液面的高度差來(lái)判斷液體壓強(qiáng)的大小；
（3）①同種液體、深度相同，不同的是方向，液面差相等即壓強(qiáng)相等；②猜想3：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)，根據(jù)控制變量的思想，液體種類相同，深度不同；③比較序號(hào)5、6兩組數(shù)據(jù)液體種類不同，深度相同，由此可得出結(jié)論；
（4）物理學(xué)中對(duì)于多因素（多變量）的問(wèn)題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題；每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前要正確安裝壓強(qiáng)計(jì)，調(diào)節(jié)好的壓強(qiáng)計(jì)放在空氣中時(shí)，橡皮膜不受液體的壓強(qiáng)，因此U形管兩邊的液面應(yīng)該相平；
若壓強(qiáng)計(jì)的氣密性很差，用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜時(shí)，就會(huì)有漏氣現(xiàn)象，因此U形管兩邊液柱的高度差變化��；
（2）把壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒浸入液體中，U形管兩邊出現(xiàn)高度差，說(shuō)明液體內(nèi)部有壓強(qiáng)，因此小聰通過(guò)觀察壓強(qiáng)計(jì)U型管兩邊液面是否有高度差來(lái)判斷探頭處是否受到水的壓強(qiáng)．
（3）①同種液體、深度相同，不同的是方向，液面差相等即壓強(qiáng)相等，說(shuō)明在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；
②根據(jù)猜想3：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)可知，控制液體種類相同，深度不同，即小聰完成的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是表中序號(hào)為2、4、5的實(shí)驗(yàn)；
③比較序號(hào)5、6兩組數(shù)據(jù)可知，液體密度不同，深度相同，液體的壓強(qiáng)不同，由此可得：液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)；
（4）由實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，小聰在實(shí)驗(yàn)中主要用到的研究方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法．
故答案為：（1）相平；漏氣；（2）高度差；（3）①在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；②2、4、5；③密度；（4）轉(zhuǎn)換法；控制變量．

點(diǎn)評(píng) 這是一道綜合實(shí)驗(yàn)題，此題的難點(diǎn)是液體壓強(qiáng)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，我們要了解壓強(qiáng)計(jì)的原理，知道液體壓強(qiáng)計(jì)的操作要求等．