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實驗14 探究液體內部的壓強大小

【設計與進行實驗】

1.實驗器材：壓強計、刻度尺、水、硫酸銅溶液（鹽水）等。
2. 實驗前要檢查裝置的氣密性 ：用手輕壓金屬盒上的橡皮膜，觀察U型管中的液柱是否變化，若漏氣，兩液柱始終相平；
3. 實驗前U形管液面應調平：為了避免橡皮管中有氣體導致液面不相平，應拆除橡皮管重新安裝；
4. 實驗方法 ：
（1）轉換法：通過觀察U形管兩液柱的高度差來比較壓強的大??；
（2）控制變量法：①探究液體內部的壓強與方向的關系：控制金屬盒在同種液體的統一深度，改變金屬盒的方向，觀察U形管液面的高度差；②探究液體內部壓強與深度的關系：控制金屬盒在同種液體中，金屬盒方向不變，改變金屬盒的深度，觀察U形管液面的高度差；③探究液體內部壓強與液體密度的關系：控制金屬盒在相同深度，金屬盒方向不變，改變液體的種類，觀察U形管液面的高度差；
5. 實驗過程中U形管兩邊液柱的高度幾乎不變的原因 ：實驗儀器氣密性不好；
6.分析數據和現象，總結結論
【交流與反思】
7.探究移動方向的判斷：改變液體密度，為了使液體壓強不變，若密度增大，探頭應向上移動，若密度減小，探究應向下移動；
8.液體密度的相關判斷：①同一深度處，液面差大的液體密度大；②液面差相等時，深度深的液體密度?。?br /> 9.液體壓強的相關計算；
實驗結論：液體內部向各個方向都有壓強，在液面同一深度處，向各個方向的壓強都相等；深度越大，壓強越大；液體內部的壓強大小還跟液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，則壓強越大。
10.注意：①液體壓強大小與其他的因素，如重力、體積、容器的形狀、底面積等無關。②此實驗只能定性的描述液體內部的壓強特點。

【例1】如圖所示為探究“影響液體內部壓強的因素”的實驗裝置，四幅圖中容器中的液面相平.

甲　　 　 乙　　　 丙　　 　　丁
（1）實驗前，首先應檢查U形管壓強計的 氣密 性是否良好.
（2）在進行（1）中的操作時，發現無論重壓還是輕壓橡皮膜，U形管兩側的液柱的高度均變化很小，說明該U形管壓強計 氣密性較差 .
（3）若在使用壓強計前，發現U形管內的水面已有高度差，通過 ② 方法可以進行調節.（填序號）
①從U形管中向外倒出適量的水 ②拆除軟管重新安裝 ③向U形管中倒入適量的水
（4）U形管壓強計是通過U形管 兩側液柱的高度差 來顯示橡皮膜所受壓強大小的.
（5）比較圖甲和圖 乙 ，可以初步得出結論:在同種液體中，液體內部壓強隨深度的 增大 而增大.
（6）保持金屬盒在水中的深度不變，改變它的朝向，如圖乙、丙所示，根據實驗現象可以初步得出結論: 在同一液體的同一深度處,液體向各個方向的壓強相等 .
（7）比較圖乙和圖丁，能初步得出液體內部壓強與液體密度有關的結論嗎? 不能 ，理由是: 沒有控制金屬盒在液體中的深度相同 .
（8）該實驗中用到的研究問題的科學方法有 控制變量法 和 轉換法 .
（9）若圖乙中U形管左側液柱的高度為4 cm，右側液柱的高度為7 cm，則U形管底部受到的液體的壓強為 700 Pa.（ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）
【例2】在探究液體內部的壓強與哪些因素有關的實驗中，小宇的探究過程如下：

（1）他分別在兩端開口的玻璃管的一端扎上相同的橡皮薄膜（a、b、c粗細相同，d橫截面細些），并在玻璃管內注入不同的液體，觀察到橡皮薄膜分別向下凸起，實驗現象如圖戊所示：
根據圖甲 cd 猜想A：液體內部的壓強與液體的質量無關；
根據圖甲a、b猜想B：液體內部的壓強可能與液體的深度有關；
根據圖甲b、c猜想C：液體內部的壓強可能與液體的 密度 有關．
（2）小宇用壓強計繼續探究，當壓強計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小吳卻觀察到如圖乙a所示的情景，出現這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓 小于 （選填“大于”“小于”或“等于”）大氣壓：調節的方法是 B （填選項字母）；
A．將此時右邊支管中高出的液體倒出
B．取下軟管重新安裝
（3）小宇再做如圖乙b所示的操作，當用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮薄膜時，發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化，出現這種情況的原因是： 軟管與U形管接觸不嚴密或漏氣 ．
（4）壓強計調節正常后，小宇將金屬盒先后浸入到不同液體中進行實驗，如圖乙c所示，并記錄部分實驗數據在下表中：