Question

【題目】A、B兩組同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究漂浮在液面的實(shí)心圓柱體在被壓入液體的過(guò)程中，圓柱體上表面受到的壓力大小與什么因素有關(guān)。如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)他們讓高為0.3米的圓柱體先后漂浮在甲、乙兩種液體中（已知ρ甲＞ρ乙），并在圓柱體上表面施加壓力F以改變圓柱體的下表面到液面的距離h，同時(shí)利用力傳感器測(cè)得壓力F的大小，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)如表一、表二所示。

表一（甲液體密度為ρ甲）

表二（乙液體密度為ρ乙）

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3、4、5、6與7或12、13、14、15與16數(shù)據(jù)中圓柱體的下表面到液面的距離h和上表面受到的壓力F的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：_______________________。

（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)__________________________________等數(shù)據(jù)中圓柱體的下表面到液面的距離h和上表面受到的壓力F的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：漂浮在不同液面的實(shí)心圓柱體在被壓入液體的過(guò)程中，當(dāng)圓柱體的下表面到液面的距離h相同時(shí)，液體密度越大，圓柱體上表面受到的壓力F越大。

（3）繼續(xù)分析表格中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)圓柱體處于______時(shí)，圓柱體上表面受到的壓力F不隨h的變化而變化。

（4）實(shí)驗(yàn)序號(hào)10或20數(shù)據(jù)中壓力F變大的原因可能是__________________。

根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，B小組同學(xué)又設(shè)計(jì)了替代力傳感器測(cè)量壓力F的方案：他們將質(zhì)量已知的硬幣放在圓柱體上表面，通過(guò)改變硬幣的數(shù)量來(lái)改變h的大小，然后將所放硬幣的重力大小作為壓力的大小記錄在表格中并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。你認(rèn)為B小組同學(xué)的探究方案有何不妥之處：___________________。

Answer 1

【答案】 漂浮在同種液體中的同一實(shí)心圓柱體，在被壓入液體的過(guò)程中，圓柱體下表面到液面的距離越大，圓柱體上表面受到的壓力越大 3與12或4與13或5與14或6與15或7與16 浸沒(méi)或剛剛觸底 圓柱體下表面受到了容器底向上的支持力 沒(méi)有考慮到硬幣在液體中受到浮力作用的影響

【解析】 (1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3、4、5、6與7(或12、13、14、15與16)等數(shù)據(jù)可知，同一個(gè)實(shí)心圓柱體在被壓入同一種液體的過(guò)程中，圓柱體下表面到液面的距離h越大，圓柱體上表面受到的壓力F越大；故可以得出結(jié)論：漂浮在同種液體中的同一實(shí)心圓柱體，在被壓入液體的過(guò)程中，圓柱體下表面到液面的距離越大，圓柱體上表面受到的壓力越大；(2)運(yùn)用控制變量法探究圓柱體上表面受到的壓力F與液體密度的關(guān)系時(shí),要使圓柱體的下表面到液面的距離h相同,液體的密度不同,所以選擇實(shí)驗(yàn)序號(hào)3與12(或4與13、或5與14、或6與15、或7與16)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出：漂浮在不同液面的實(shí)心圓柱體在被壓入液體的過(guò)程中，當(dāng)圓柱體的下表面到液面的距離h相同時(shí)，液體密度越大，圓柱體上表面受到的壓力F越大的結(jié)論。(3)圓柱體的高度為0.3m,從表一中實(shí)驗(yàn)序號(hào)7、8、9(或表二中實(shí)驗(yàn)序號(hào)16、17、18、19)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)圓柱體的下表面到液面的距離h＝0.3m，即圓柱體處于浸沒(méi)至剛剛觸底時(shí)，圓柱體上表面受到的壓力F不隨h的變化而變化。(4)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)9、10數(shù)據(jù)(或?qū)嶒?yàn)序號(hào)19、20)中圓柱體的下表面到液面的距離h不變,說(shuō)明圓柱體下表面已經(jīng)接觸到容器底,實(shí)驗(yàn)序號(hào)10(或20)數(shù)據(jù)中壓力變大的原因可能是圓柱體下表面受到了容器底向上的支持力；物體浸沒(méi)液體中會(huì)受到浮力，B小組同學(xué)設(shè)計(jì)的方案中，若將所放硬幣的重力大小作為壓力的大小記錄在表格中并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，因硬幣受到浮力使記錄的數(shù)值比實(shí)際壓力的數(shù)值偏大，所以不足之處是沒(méi)有考慮到硬幣在液體中受到浮力作用的影響。