Question

小明利用生活中常見的材料做了一個小實(shí)驗(yàn)．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?yàn)槭艿?!--BA-->

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(yuǎn)，這是因?yàn)?!--BA-->

液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大

．
當(dāng)老師介紹了液體壓強(qiáng)，特別是演示了“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”后，更激發(fā)了小明“探究影響液體壓強(qiáng)大小因素”的興趣．他們設(shè)計(jì)了所示的實(shí)驗(yàn)探究方案，圖（a）、（b）、（d）中金屬盒在液體中的深度相同．實(shí)驗(yàn)測得幾種情況下壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h
（1）實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小通過

U型管兩側(cè)液面的高度差

反應(yīng)出來．
（2）實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)最小的是

C

圖．
（3）比較圖a和圖d可以得出的結(jié)論是：

深度相同，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)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(dǎo)致了水沒有流出；AB兩處水的流速不同，反應(yīng)了兩處水的壓強(qiáng)不同，流速大的位置壓強(qiáng)大，結(jié)合兩處的深度不同，從而得出結(jié)論．
（1）在實(shí)驗(yàn)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(guān)系和各種效應(yīng)把不易測量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測量的物理量進(jìn)行測量，這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；在實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小變化不易直接測量，可以尋找液體壓強(qiáng)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(yīng)液體壓強(qiáng)的大小變化；
（2）根據(jù)公式P=ρgh，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，比較圖中U形管的高度差，判斷液體壓強(qiáng)大小．
（3）分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)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(qiáng)與液體密度的關(guān)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(qiáng)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(qiáng)要大于A處水的壓強(qiáng)，從而導(dǎo)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(qiáng)的變化會引起壓強(qiáng)計(jì)的探頭受到的壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致壓強(qiáng)計(jì)探頭上的橡皮膜的形狀發(fā)生變化，進(jìn)而引起壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強(qiáng)的大小變化；
（2）由公式p=ρgh可知，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，圖a，b，c中液體都是水，C圖中壓強(qiáng)計(jì)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(shí)深度也大，壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．因此，C圖中液體內(nèi)部壓強(qiáng)最小．
（3）分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩次實(shí)驗(yàn)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(qiáng)與液體密度的關(guān)系：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．
故答案為：大氣壓；液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
（1）U型管兩側(cè)液面的高度差；
（2）c；
（3）深度相同，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．

點(diǎn)評：本題考查液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及到兩種物理學(xué)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法，解題時(shí)注意實(shí)驗(yàn)過程的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表述都要采用控制變量法，領(lǐng)悟這兩種方法的真諦．