Question

某小組同學在探究“液體內部壓強特點”的實驗中，先取了一空塑料瓶分別在瓶底、瓶側壁的不同高度處扎有三個小孔，把它放在水槽中如圖甲所示，然后又設法在塑料瓶內裝有濃鹽水（ρ_鹽水＞ρ_水），再度把它放在水槽中，如圖乙所示．請仔細觀察經各小孔射出的液體的路徑，然后歸納得出初步結論：
（1）由圖甲可知液體壓強與

深度

有關；
（2）由圖乙可知：液體壓強還與

液體密度

有關．
做完以上實驗該小組同學繼續利用塑料瓶、泡沫塑料、石塊、細線等器材研究浮力的相關知識．他們做了如下實驗：在細線兩端分別拴著泡沫塑料與石塊，將它們放入瓶內并將瓶子放在水平桌面上，如圖a所示，接著在瓶內分別倒入水和酒精，觀察到實驗現象如圖b、c所示：然后又分別將瓶子放在傾斜的桌面上，觀察到實驗現象如圖d、e所示．請仔細觀察圖中操作和實驗現象，歸納得出初步結論．
（3）分析圖a與b（或a與c或a與d或a與e）兩圖可得：

浸在液體中的物體受到向上的浮力，物體在液體中受浮力作用

（4）分析比較圖b和c和d和e，可得：

浮力的方向總是豎直向上的

．

Answer 1

分析：（1）通過觀察是否有水經小孔射入和兩側射入的遠近程度與深度的變化得出結論；
（2）通過觀察經小孔流動的方向和液體流動的路徑比較得出同深度處不同液體的壓強的關系；
（3）浮力是浸在液體中的物體受到的向上托起的力，通過圖中的實驗我們無法定量地測量其大小，但卻可以直觀地看到它的存在；
（4）無論是水還是酒精，無論容器是豎直還是傾斜，我們都可以看出浮力的方向始終是豎直向上不變的．

解答：解：
（1）圖（a）中均有水經小孔射入瓶內，說明各個方向都有壓強，兩側深度不同的射入遠近不同，說明壓強隨深度增大而增大；
（2）圖（b）同一個小孔處，瓶內外的液體深度相同，但瓶內鹽水經小孔射出，流入水中，說明相同深度，液體密度越大液體內部壓強越大．
（3）圖（a）與其它各圖最大的區別在于，圖（a）中沒有液體，泡沫塑料靜止在瓶底，而圖（b）、（c）、（d）、（e）中倒入了液體，泡沫塑料上浮，靜止在水面，因此，可得出初步結論：浸在液體中的物體受到液體對它向上的浮力；
（4）圖（b）和（c）[或（d）和（e）]中，液體是相同的，只是一個豎直放置，一個傾斜放置，但我們看到拉著泡沫塑料的細線始終與水平面垂直，因此，可得出初步結論：浮力的方向總是豎直向上的．
故答案為：
（1）深度；
（2）液體密度；
（3）浸在液體中的物體受到向上的浮力，物體在液體中受浮力作用；
（4）浮力的方向總是豎直向上的．

點評：此題中的實驗操作簡單、現象明顯，但在描述時，一定要注意到各條件的變化，并將現象與物理原理聯系起來，如深度、方向、水柱路徑的遠近、壓強的大小的關系一定要搞清．
“浸在液體中的物體受到液體對它向上的浮力”以及“浮力的方向總是豎直向上的”是有關浮力的最簡單的結論，而這一結論就是浮力的定義，這也給我們一個啟示，絕大多數的物理概念都是要通過實驗獲得的．本題中的實驗雖然簡單，卻有力地證明了這一基本概念的正確性．