Question

某小组同学在探究“液体内部压强特点”的实验中，先取了一空塑料瓶分别在瓶底、瓶侧壁的不同高度处扎有三个小孔，把它放在水槽中如图甲所示，然后又设法在塑料瓶内装有浓盐水（ρ_盐水＞ρ_水），再度把它放在水槽中，如图乙所示．请仔细观察经各小孔射出的液体的路径，然后归纳得出初步结论：
（1）由图甲可知液体压强与______有关；
（2）由图乙可知：液体压强还与______有关．
做完以上实验该小组同学继续利用塑料瓶、泡沫塑料、石块、细线等器材研究浮力的相关知识．他们做了如下实验：在细线两端分别拴着泡沫塑料与石块，将它们放入瓶内并将瓶子放在水平桌面上，如图a所示，接着在瓶内分别倒入水和酒精，观察到实验现象如图b、c所示：然后又分别将瓶子放在倾斜的桌面上，观察到实验现象如图d、e所示．请仔细观察图中操作和实验现象，归纳得出初步结论．
（3）分析图a与b（或a与c或a与d或a与e）两图可得：______
（4）分析比较图b和c和d和e，可得：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）通过观察是否有水经小孔射入和两侧射入的远近程度与深度的变化得出结论；
（2）通过观察经小孔流动的方向和液体流动的路径比较得出同深度处不同液体的压强的关系；
（3）浮力是浸在液体中的物体受到的向上托起的力，通过图中的实验我们无法定量地测量其大小，但却可以直观地看到它的存在；
（4）无论是水还是酒精，无论容器是竖直还是倾斜，我们都可以看出浮力的方向始终是竖直向上不变的．
解答：解：
（1）图（a）中均有水经小孔射入瓶内，说明各个方向都有压强，两侧深度不同的射入远近不同，说明压强随深度增大而增大；
（2）图（b）同一个小孔处，瓶内外的液体深度相同，但瓶内盐水经小孔射出，流入水中，说明相同深度，液体密度越大液体内部压强越大．
（3）图（a）与其它各图最大的区别在于，图（a）中没有液体，泡沫塑料静止在瓶底，而图（b）、（c）、（d）、（e）中倒入了液体，泡沫塑料上浮，静止在水面，因此，可得出初步结论：浸在液体中的物体受到液体对它向上的浮力；
（4）图（b）和（c）[或（d）和（e）]中，液体是相同的，只是一个竖直放置，一个倾斜放置，但我们看到拉着泡沫塑料的细线始终与水平面垂直，因此，可得出初步结论：浮力的方向总是竖直向上的．
故答案为：
（1）深度；
（2）液体密度；
（3）浸在液体中的物体受到向上的浮力，物体在液体中受浮力作用；
（4）浮力的方向总是竖直向上的．
点评：此题中的实验操作简单、现象明显，但在描述时，一定要注意到各条件的变化，并将现象与物理原理联系起来，如深度、方向、水柱路径的远近、压强的大小的关系一定要搞清．
“浸在液体中的物体受到液体对它向上的浮力”以及“浮力的方向总是竖直向上的”是有关浮力的最简单的结论，而这一结论就是浮力的定义，这也给我们一个启示，绝大多数的物理概念都是要通过实验获得的．本题中的实验虽然简单，却有力地证明了这一基本概念的正确性．