Question

11．創(chuàng)新小組的同學們要探究“液體內部壓強有多大”．
（1）一位同學將一端帶橡皮膜的玻璃管逐漸浸入水中時，他看到的現(xiàn)象是橡皮膜向內凹，且隨著浸入深度的增加凹陷的越明顯；此現(xiàn)象說明液體有向上的壓強，且液體的壓強隨深度的增加而增大．

（2）實驗前，同學們認為還能利用系裝置定量研究液體壓強大小，并進行討論，如圖甲所示，小明和小聰分別進行了如下實驗：
①小明同學將玻璃管浸入水中某一深度，然后往玻璃管中注入水，直至橡皮膜沒有凹凸，觀察玻璃管內水的高度，發(fā)現(xiàn)管內外水面高度差為0；他在此基礎上進行理性探究如圖乙，設水的密度是ρ，玻璃管的內截面積是S，橡皮膜距水面的深度是h．它得到的結論是液體壓強p=ρgh．
②小聰同學在玻璃管中分別倒入不同質量的細沙，將玻璃管豎直插入水中，直至橡皮膜沒有凹凸時，并測出橡皮膜在水中的深度，數(shù)據(jù)如下表．

次數(shù)	1	2	3
沙子的質量	n	2n	3n
橡皮膜的深度	h	2h	3h

分析處理實驗數(shù)據(jù)可得出的結論是同種液體內部的壓強與深度成正比．

Answer 1

分析 液體內部向各個方向都存在壓強，液體內部的壓強隨深度的增加而增大，液體的壓強還與液體的密度有關，液體壓強計算公式為p=ρgh．

解答 解：（1）當同學將玻璃管逐漸浸入水中時，橡皮膜會逐漸向內凹，且隨著浸入的深度的增加凹陷的越明顯；因為液體有向上的壓強，且液體的壓強隨深度的增加而增大；
（2）①設水的密度是ρ，玻璃管的內截面積是S，橡皮膜距水面的深度是h，向玻璃管中倒水，直至橡皮膜變平，
橡皮膜它受到玻璃管中水向下的壓力即F_向下和燒杯中水向上的壓力即F_向上，
因為橡皮膜處于二力平衡狀態(tài)，受平衡力．所以F_向下=F_向上，
即：F_向下=F_向上=G=pS，
p=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=ρgh．
②由表中數(shù)據(jù)可知，沙子質量是原來的2倍，橡皮膜受到的壓強也原來的2倍，此時橡皮膜的深度也是原來的2倍，因而可得出的結論是：同種液體內部的壓強與深度成正比．
故答案為：（1）橡皮膜向內凹，且隨著浸入深度的增加凹陷的越明顯；液體有向上的壓強，且液體的壓強隨深度的增加而增大；
（2）①管內外水面高度差為0；液體壓強p=ρgh；②同種液體內部的壓強與深度成正比．

點評 此題考查學生對于探究液體壓強大小實驗的了解和掌握，注意分析環(huán)節(jié)解答推導．