Question

【題目】某小組同學(xué)研究柱形物體浸入液體的過程中液體對(duì)容器底部壓力的變化情況，他們將高H為0.15米、橫截面積為S的圓柱體掛在測力計(jì)下，并將其逐步浸入同一容器的液體中（液體不溢出），如圖所示，記錄其下表面到水面的距離h，計(jì)算出相鄰兩次實(shí)驗(yàn)中h的變化量△h，并測得容器底部受到液體的壓力F液 ， 將數(shù)據(jù)記錄在表一中．然后，他們變換液體重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)記錄在表二中．（已知：ρ1＞ρ2）

表一（液體密度為ρ1）

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	h （米）	F液 （牛）	△h （米）	△F液 （牛）
1	0	20.0	0.01	1.0
2	0.01	21.0
3	0.02	22.0	0.02	2.0
4	0.04	24.0
5	0.05	25.0	0.03	3.0
6	0.08	28.0
7	0.15	35.0	0.01	0
8	0.16	35.0

表二（液體密度為ρ2）

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	h （米）	F液 （牛）	△h （米）	△F液 （牛）
9	0	20.0	0.01	0.8
10	0.01	20.8
11	0.02	21.6	0.02	1.6
12	0.04	23.2
13	0.05	24.0	0.03	2.4
14	0.08	26.4
15	0.15	32.0	0.02	0
16	0.17	32.0

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6或9～14中△F液與△h的數(shù)據(jù)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)1～6和9～14中△F液與△h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是： ．
（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)7、8或15、16中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與上述的結(jié)論不相符合，簡述數(shù)據(jù)與小紅結(jié)論不符的原因 ．
（4）請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析表一、表二的相關(guān)數(shù)據(jù)，并歸納得出結(jié)論．
該小組同學(xué)認(rèn)為物體浸入液體的過程中容器底部受到液體壓力的增加量△F液除了與h和液體種類有關(guān)之外，可能還與物體自身的形狀有關(guān)，為了驗(yàn)證自己的想法，需添加的器材為 ．
器材：
圓柱體甲 高 H=0.15米 橫截面積 2S；
正方體乙 邊長H=0.15米 橫截面積 S；
圓柱體丙 高 H=0.2米 橫截面積 S．

Answer 1

【答案】
（1）在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，圓柱體浸入同種液體的過程中，△F液與△h的比值是一個(gè)定值
（2）在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，在圓柱體浸入不同種液體過程中，△F液與△h的比值是不同的，液體密度越大，比值越大
（3）圓柱體完全浸沒，在液體中的深度增加，但液體的深度不再發(fā)生變化
（4）正方體乙
【解析】解：（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6或9～14等數(shù)據(jù)中△F液與△h的關(guān)系及相關(guān)條件，容器底受到的液體壓力的變化與深度的變化比值不變，為一定值，可得出的初步結(jié)論是：在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，圓柱體浸入同種液體的過程中，△F液與△h的比值是一個(gè)定值；（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6和9～14中△F液與△h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，同樣計(jì)算△F液與△h的比值進(jìn)行比較，可得到初步結(jié)論：在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，在圓柱體浸入不同種液體過程中，△F液與△h的比值是不同的，液體密度越大，比值越大．（3）分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)7、8或15、16中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，發(fā)現(xiàn)圓柱體浸入液體中的深度h大于圓柱體的高度0.15m時(shí)，隨著深度的增加，圓柱體排開液體的體積不再變化，液體的深度也不再變化，所以壓力F液不再隨h而變化．（4）根據(jù)以上分析，要探究壓力變化與物體形狀的關(guān)系，要保持其它量相同，所以圓柱體的橫截面積和高度不能發(fā)生變化，只有形狀發(fā)生變化，因此要選擇正方體乙．
所以答案是：（1）在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，圓柱體浸入同種液體的過程中，△F液與△h的比值是一個(gè)定值；（2）在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，在圓柱體浸入不同種液體過程中，△F液與△h的比值是不同的，液體密度越大，比值越大；（3）圓柱體完全浸沒，在液體中的深度增加，但液體的深度不再發(fā)生變化；（4）正方體乙．