Question

（2009?青浦區二模）某小組同學通過實驗研究浸沒在液體中的物體表面受到液體的壓力大小與什么因素有關．他們把高為0.2米的實心圓柱體先后浸沒在A、B、C三種液體中（ρ_A＜ρ_B＜ρ_C），并用力改變上表面到液面的距離h，如圖所示．他們利用儀器測得圓柱體上 （或下）表面受到液體的壓強，并利用公式求得上（或下）表面受到液體的壓力，記錄數據如表所示．

液體	液體A			液體B			液體C
實 驗 序 號	1	2	3	4	5	6	7	8	9
液面到上表面的距離h（米）	0.02	0.04	0.06	0.02	0.04	0.06	0.02	0.04	0.06
上表面受到液體的壓力F1（牛）	2	4	6	2.2	4.4	6.6	2.4	4.8	7.2
下表面受到液體的壓力F2（牛）	22	24	26	24.2	26.4	28.6	26.4	28.8	31.2

（1）分析比較實驗序號1、2與3（或4、5、6或7、8與9）數據中的距離h和上、下表面受到液體壓力F₁、F₂的關系及相關條件，可得出的初步結論是：

浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力與上、下表面所處的深度成正比

．
（2）分析比較實驗序號

1、4與7（或2、5與8；或3、6與9）

等數據中的距離h和上表面受到液體壓力F₁、F₂關系及相關條件，可得出的初步結論是：當深度相同時，液體的密度越大，圓柱體上、下表面受到液體的壓力越大．
（3）請進一步綜合分析表中的數據及相關條件，并歸納結論．
（a）

同一圓柱體浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力差相等

．
（b）

液體密度越大，浸沒在液體中的圓柱體上、下表面所受的液體壓力差越大

．

Answer 1

分析：（1）液體不變，液面到上表面的距離增大，圓柱體上、下表面受到的液體壓力都在增大，且二者的比值也不變．
（2）觀察深度相同的實驗次數，有1、4與7（或2、5與8；或3、6與9）符合結論的探究要求．
（3）可先單獨比較同種液體時，圓柱體上、下表面所受液體壓力的大小關系，再進一步比較不同液體時，液體密度對圓柱體上、下表面所受壓力差的大小的影響．

解答：解：（1）序號1、2與3（或4、5與6或7、8與9）的實驗中，h越大，F₁、F₂都越大，且比值不變，故得出：浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力與上、下表面所處的深度成正比．
（2）觀察表中的數據，符合深度相同、密度越大，圓柱體上、下表面受到的壓力越大的實驗次數有1、4與7（或2、5與8；或3、6與9）．
（3）（a）單獨分析同種液體中的數據，可得：同一圓柱體浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力差相等；
（b）綜合比較不同密度液體中上述壓力差的大小，可得：液體密度越大，浸沒在液體中的圓柱體上、下表面所受的液體壓力差越大．
故答案為：（1）浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力與上、下表面所處的深度成正比．
（2）1、4與7（或2、5與8；或3、6與9）．
（3）（a）同一圓柱體浸沒在同種液體中時，圓柱體上、下表面所受的液體壓力差相等；
（b）液體密度越大，浸沒在液體中的圓柱體上、下表面所受的液體壓力差越大．

點評：在分析實驗數據歸納實驗結論時，一定要明確實驗探究的目的，從目的出發有針對性地分析數據，尋找結論．本實驗中要關注的是圓柱體表面受到的壓力與什么因素有關．本實驗的難點是對實驗數據的綜合分析，看如何得出有價值的規律．有一個關鍵點是我們應該知道的，就是圓柱體上、下表面受到的壓力差就是物體所受的浮力，因此，它與浸沒深度無關，與液體的密度有關，這樣我們就不難理解最后的兩條結論了．