Question

15．小明利用生活中常見的材料做了一個小實驗．如圖1所示，將飲料瓶中裝滿水后擰緊瓶蓋，在側(cè)壁開了一個小孔A，發(fā)現(xiàn)水并不流出，這是因為受到大氣壓的作用；在A孔下方開一個相同大小的小孔B，將瓶蓋擰開，發(fā)現(xiàn)從B孔噴出的水較遠，這是因為液體壓強隨深度的增加而增大．
當老師介紹了液體壓強，特別是演示了“帕斯卡裂桶實驗”后，更激發(fā)了小明“探究影響液體壓強大小因素”的興趣．他們設計了如圖所示的實驗探究方案，圖2（a）、（b）、（c）、（d）中金屬盒在液體中的深度相同．實驗測得幾種情況下壓強計的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關系是h₄＞h₁=h₂＞h₃
（1）實驗中液體內(nèi)部壓強的大小通過U型管兩側(cè)液面的高度差反應出來，這種方法叫轉(zhuǎn)換法．）
（2）實驗中液體內(nèi)部壓強最小的是c圖．
（3）比較圖a和圖d可以得出的結論是：深度相同，液體的密度越大，液體的壓強越大．

Answer 1

分析 瓶蓋擰緊后，由于瓶子內(nèi)部與外界隔絕，所以在外界大氣壓的作用下，導致了水沒有流出；AB兩處水噴出的遠近不同，反應了兩處水的壓強不同，結合兩處的深度不同，從而得出結論．
（1）在實驗中，有很多物理量難于用儀器、儀表直接測量，就可以根據(jù)物理量之間的定量關系和各種效應把不易測量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測量的物理量進行測量，這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；在實驗中液體壓強的大小變化不易直接測量，可以尋找液體壓強的變化會引起哪些物理量發(fā)生變化，看能否通過形象直觀的變化來反應液體壓強的大小變化；
（2）根據(jù)公式P=ρgh，液體的壓強與液體的深度和密度都有關系，比較圖中U形管的高度差，判斷液體壓強大�。�
（3）分析圖（a）和圖（d）的兩次實驗數(shù)據(jù)，找出哪些量是相同的，哪些量是不同的，從而得出液體的壓強與液體密度的關系．

解答 解：瓶蓋擰緊后，瓶內(nèi)與瓶外隔絕，在A處開口后，由于外界大氣壓的作用，將瓶內(nèi)的水壓在瓶內(nèi)而流不出來．
AB兩處深度不同，由于液體壓強隨著深度的增加而增大，且B處得深度比A處的深度要大，所以，B處水的壓強要大于A處水的壓強，從而導致了B處得水流速度大于A處得水流速度，才出現(xiàn)了圖示的現(xiàn)象．
（1）液體壓強的變化會引起壓強計的探頭受到的壓力發(fā)生變化，從而導致壓強計探頭上的橡皮膜的形狀發(fā)生變化，進而引起壓強計U形管兩側(cè)液面的高度差發(fā)生變化，因此可以利用壓強計U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強的大小變化；這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；
（2）由公式p=ρgh可知，液體的壓強與液體的深度和密度都有關系，圖a，b，c中液體都是水，c圖中壓強計探頭上的橡皮膜探頭在水中深度最小，d圖中液體是鹽水，密度大，同時深度也大，壓強計的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．因此，c圖中液體內(nèi)部壓強最�。�
（3）分析圖（a）和圖（d）的兩次實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩次實驗橡皮膜所處的深度相同，即液體的深度相同，而液體的密度卻不同，從而得出液體的壓強與液體密度的關系：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強越大．
故答案為：大氣壓；液體壓強隨深度的增加而增大；
（1）U型管兩側(cè)液面的高度差；轉(zhuǎn)換法；
（2）c；
（3）深度相同，液體的密度越大，液體的壓強越大．

點評 本題考查液體壓強的特點，涉及到兩種物理學方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法，解題時注意實驗過程的分析和實驗結論的表述都要采用控制變量法，領悟這兩種方法的真諦．