Question

8．同學開展科學探究活動．
為了探究液體內(nèi)部的壓強與哪些因素有關(guān)，該同學將一根兩端開口的玻璃管的一端扎上橡皮膜，將其浸入盛有水的燒杯中，并不斷增加玻璃管浸入水中的深度，實驗操作過程及實驗現(xiàn)象如圖（a）、（b）和（c）所示．他繼續(xù)實驗，在玻璃管中分別注入酒精、鹽水，使之與燒杯中水面相平，實驗操作過程及實驗現(xiàn)象如圖（d）、（e）所示．（已知ρ_鹽水＞ρ_水＞ρ_酒精）

（1）觀察比較圖（a）、（b）與（c）可歸納出的初步結(jié)論是：同種液體，深度越深，壓強越大．
（2）觀察比較圖（d）與（e）可歸納出的初步結(jié)論是：在深度相同時，密度越大，壓強越大．
為了進一步探究液體產(chǎn)生壓強跟深度的定量關(guān)系，該同學又開始子啊彈簧秤下掛一個實心圓柱體，浸入盛某液體的容器中，測得圓柱體的體積為0.5×l0^-4米3，柱體的重為0.6牛頓．當圓柱體緩慢地浸人液體中時（圓柱體始終豎直且沒有被浸沒），記下圓柱體下表面所處的深度h、彈簧秤相應(yīng)的示數(shù)F，求得相應(yīng)的圓柱體在下表面處產(chǎn)生對液體的壓強p（液體在圓柱體下表面處產(chǎn)生的壓強也為p），所得數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	1	2	3	4	5
h/米	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
F/牛	0.48	0.36	0.24	0.12	0
P/帕	1.2×103	2.4×103	3.6×103	4.8×103

（3）根據(jù)第5次實驗所得數(shù)據(jù)，求得圓柱體在下表面處對液體產(chǎn)生的壓強是6.0×10³Pa．
（4）當彈簧秤的示數(shù)為0.12牛時，圓柱體受到的水的壓力為0.48牛．

Answer 1

分析 （1）圖（a）、（b）、（c）中是同種液體，重點觀察橡皮膜所處深度對其凹陷程度的影響，進而得出兩者之間的關(guān)系；
（2）重點比較在深度相同時，裝了酒精和鹽水的玻璃管中，橡皮膜的變化情況，思考造成這一區(qū)別的原因，便可得出相應(yīng)的結(jié)論；
（3）根據(jù)液體壓強跟深度成正比，得出第5次實驗的液體壓強；
（4）分析圓柱體受力情況，根據(jù)平衡力的條件，求出壓力．

解答 解：（1）因為圖（a）、（b）、（c）中液體的密度相同，深度不同，橡皮膜的凹陷程度不同，故可得出初步結(jié)論：同種液體，深度越深，壓強越大．
（2）圖（d）與（e）中玻璃管浸入的深度相同，酒精上凹，鹽水下凸，又知道酒精的密度小于水，鹽水的密度大于水，所以可得出初步結(jié)論：在深度相同時，密度越大，壓強越大．
（3）由表格數(shù)據(jù)知，p：h=1.2×10⁴保持不變，液體壓強跟深度成正比，當h=0.5m時，圓柱體在下表面處對液體產(chǎn)生的壓強p=6.0×10³Pa；
（4）當圓柱體緩慢地浸入液體中時，圓柱體受到豎直向下的重力，豎直向上的拉力和水的壓力，這三個力是平衡力，G=F+F_壓，F(xiàn)_壓=G-F=0.6N-0.12N=0.48N．
故答案為：（1）同種液體，深度越深，壓強越大；（2）在深度相同時，密度越大，壓強越大；（3）6.0×10³Pa；（4）0.48．

點評 在對本題的兩組實驗進行分析時，關(guān)鍵是要搞清研究的變量是誰，誰是被控制的量，再重點觀察所研究的變量對壓強造成的影響，進而得出有說服力的結(jié)論．