Question

12．實(shí)驗(yàn)桌上有兩只大燒杯，其中一杯盛有純凈水，另一杯盛有鹽水．老師要求用壓強(qiáng)計(jì)將它們區(qū)別開(kāi)．如圖所示，小敏將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒先后浸沒(méi)到甲、乙兩杯液體中，分別記下壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液柱高度差h_甲和h_乙．她發(fā)現(xiàn)h_甲小于h_乙，于是認(rèn)為乙杯子中盛的是鹽水．老師指出小敏的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是不正確的．

小敏實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤是沒(méi)有控制液體的深度相同．小敏提出了新的實(shí)驗(yàn)思路如下：將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒先后浸沒(méi)到甲、乙兩杯液體中，使金屬盒在甲、乙中的深度相同，根據(jù)公式p=ρgh比較壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液柱高度差，即將兩杯液體區(qū)別開(kāi)．

Answer 1

分析 （1）每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．此題中的變量是甲、乙兩杯密度不同的液體，不變量是兩杯液體的同一深度．
（2）U形管兩邊液面的高度差的大小，表示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小，高度差越高，說(shuō)明液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，由p=ρgh可知，壓強(qiáng)大的，是密度大的：即鹽水．

解答 解：（1）利用控制變量法，小敏的實(shí)驗(yàn)思路應(yīng)該是將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒（探頭）先后浸沒(méi)在甲、乙兩杯液體的同一深度，計(jì)下壓強(qiáng)計(jì)U型管兩側(cè)液面的高度差，然后比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論；
由圖可知：小敏將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒（探頭）先后浸沒(méi)到甲、乙兩杯液體中的深度不同，所以根據(jù)控制變量法，要探究液體的密度與液體壓強(qiáng)的關(guān)系，應(yīng)控制液體的深度相同，所以本次實(shí)驗(yàn)不能由此數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（2）由U形管兩邊液面的高度差的大小判斷液體密度，需要金屬盒在不同液體中所處的深度相同，由p=ρgh可知，U形管兩邊液面的高度差大 的，產(chǎn)生的壓強(qiáng)大，液體的密度大，是鹽水．
故答案為：沒(méi)有控制液體的深度相同；深度；p=ρgh．

點(diǎn)評(píng) 本題用反向思維的方法研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，新穎，但相對(duì)而言，有一定的難度．控制變量法是初中物理研究最主要的方法，在大部分實(shí)驗(yàn)中都有所體現(xiàn)，恰當(dāng)?shù)乩�用控制變量法是得到正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提．