探究影响液体压强大小的因素一、实验背景及意义液体压强是《压强》一章的重点内容,因为液体压强比较抽象,不容易理解,因此本课题在原实验的基础上进行了改进,对液体压强进行定量讨论,找到液体压强与液体密度和深度的具体关系,使学生对液体压强的结论有更直观的认识和深刻的理解
二、实验器材的改进 原有的实验器材是 U 形管压强计,当橡皮膜受到的压强为零时,U 形管两边液面相平(在同一水平线上),当橡皮膜受到压强作用时,两管内液面产生高度差,压强越大,两液面高度差越大,因此由两管内液面的高度差可知被测压强的大小
然而橡皮膜的面积较小,只能定性的说明同种液体,压强随深度的增大而增大,不能更准确的推断它们的关系
本课题的实验器材是将橡皮膜换成了气球,气球紧套着玻璃管的一端,玻璃管上标有刻度,里面注入适量水,如下图所示,当把气球浸入液体中时,气球会受到液体压强的作用,气球的体积会发生变化,使得玻璃管内的水柱上升
用气球代替橡皮膜的优点是气球能更准确的感知压力的变化,其敏感性要优于橡皮膜,且实验器材简单,操作方便
图 1 自制压强计三、实验过程1、探究液体压强大小与深度的关系取一透明容器,在容器表面标注刻度,向容器内注入一定量水,将自制压强计放入液体中,记录液体深度不同时压强计的示数并记录表格
深度 h/cm246810水柱高 h/cm0
557图 2从图 2 我们可以看出:同种液体,随着深度增加,玻璃管内液面也逐渐升高,即液体的压强在逐渐增大,它们之间有着非常明显的线性关系,即液体压强与液体深度成正比例关系
2、探究气球体积对实验的影响在接下来的几次实验中,我们减小了气球的体积,发现当气球体积减小的不太明显时实验数据基本不变,当气球的体积减小到一定程度时,我们得到了如下数据:深度 h/cm246810水柱高 h/cm0
75图 3继续减小气球的体积,我们得到的数据如下: