潜艇一旦发生事故,艇上人员很难安全逃生。为什么海面下逃生如此困难呢？这是因为海水中隐藏着人们看不见的杀手——海水的压强。喜欢潜水的人常常有这样的体验：潜到比较深的地方,人会感到胸闷,有时还伴有耳膜疼痛。这说明人无法承受过大的水的压强。那么液体内部压强有什么特点呢？本次实验我们将探究液体内部压强的特点。
实验目的
1. 学会使用压强计。
2. 知道液体内部朝各个方向都存在着压强。
3. 运用控制变量法探究液体压强与液体深度、液体密度的关系。
实验准备
压强计,玻璃容器(大烧杯或玻璃杯),刻度尺,水,酒精(或食盐水)等。
实验过程
一、练习使用压强计

1. 观察压强计的结构。观察压强计(如图2-7),并用大拇指轻压金属盒上的橡皮膜,观察并记录U形管左、右两侧液面的位置变化情况：______。液体内部压强大小可以通过观察压强计U形管左、右两侧液面的高度差来比较,这种方法称为______。
2. 增大对金属盒上的橡皮膜的压力,观察并记录压强计U形管左、右两侧液面的位置变化情况：______。这说明：______。
3. 将水倒入大烧杯中,把金属盒浸入水中一定深度,观察U形管两侧液面是否出现高度差。记录观察到的现象。
观察到的现象：______,
这个现象说明：______。
二、探究影响液体压强的因素
1. 用刻度尺量出水面到压强计金属盒中心(或转动轴)的竖直距离,该距离就是金属盒在水中的深度。保持压强计金属盒所在的深度不变,改变橡皮膜的朝向,使橡皮膜朝上、朝下、朝任一侧面(如图2-8所示),观察U形管两侧液面是否出现高度差,并把液面的高度差记录下来,填入表2-8中。

2. 改变压强计金属盒在水中的深度,重复步骤1,记录液面的高度差,填入表2-8中。
3. 将大烧杯中的水换成酒精(或食盐水),重复步骤1与步骤2,记录液面的高度差,填入表2-8中。
表2-8 探究液体内部压强数据记录表
|压强计金属盒中心在液面下的深度/cm|橡皮膜的方向|水U形管左、右两管内液面的高度差/cm|酒精(或食盐水)U形管左、右两管内液面的高度差/cm|
| |朝上| | |
| |朝下| | |
| |朝侧面| | |
| |朝上| | |
| |朝下| | |
| |朝侧面| | |
| |朝上| | |
| |朝下| | |
| |朝侧面| | |
4. 分析表中的数据,得出结论：______。
三、实验评价
利用下表对实验过程进行评价。
表2-9 探究液体内部压强评价量表
|评价指标|评价内容(请根据真实表现判断,做到的在“是”栏画“√”,未做到的在“否”栏画“√”)|自我评价|小结|
| | |是|否| |
|练习使用压强计|(1)能通过观察U形管液面变化,检查装置的气密性|□|□| |
| |(2)知道橡皮膜受到的压力不同,U形管液面高度差不同|□|□| |
|探究过程|(3)探究液体内部压强与橡皮膜方向的关系,方法正确,现象明显|□|□| |
| |(4)探究液体内部压强与液体深度的关系,方法正确,现象明显|□|□| |
| |(5)探究液体内部压强与液体密度的关系,方法正确,现象明显|□|□| |
| |(6)能运用多次实验进行探究|□|□| |
| |(7)能根据实验数据得出正确结论|□|□| |
|实验习惯|(8)完成实验后,整理好器材和实验桌面|□|□| |
思考与讨论
1. 用大拇指轻压压强计金属盒上的橡皮膜,观察到压强计U形管左、右两侧液面没有出现高度差,请解释可能的原因并提出解决办法。______
2. 小科认为液体内部某点的压强还与该点到容器底部的距离有关。请利用压强计、烧杯、刻度尺、水等器材设计实验进行验证。______
拓展研究
测量水内部压强的大小。
材料：一个大烧杯,一个两端开口的薄玻璃管,比玻璃管口稍大的塑料薄片,一杯水,一杯染色的水,一个量筒,一副三角板,一把直尺。
方法：如图2-9所示,用塑料薄片盖住玻璃管一端的管口,用手指托住薄片直接放入装有一定量水的大烧杯中,松开按住塑料薄片的手指,塑料薄片不会掉落。再沿着玻璃管缓慢倒入染色的水,使玻璃管中的水面略低于烧杯中的水面。继续向管内倒入染色的水,当管内水面与烧杯中的水面相平时,塑料薄片掉落。根据这个实验,我们只要测出玻璃管中水对塑料薄片的压强大小,就可以得到塑料薄片所处深度水的压强大小。
动手做一做这个实验。在这个实验中,需要测量哪些量？如何得出某一深度水的压强的大小？

实验过程一、1. U形管两侧液面出现高度差；转换法。2. U形管两侧液面高度差变大；橡皮膜受到的压强越大，U形管两侧液面高度差越大。3. U形管两侧液面出现高度差；液体内部存在压强。实验过程二、4. 液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体内部的压强随深度的增加而增大；不同液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大。思考与讨论1. 可能原因：装置漏气（如橡皮膜破损、连接管漏气等）；解决办法：检查并修复漏气部位（如更换橡皮膜、重新连接软管）。2. 实验设计：用两个不同高度的烧杯装水，使压强计金属盒在两烧杯中处于相同深度（到液面距离相同）但到容器底部距离不同，观察U形管液面高度差，若相同则无关，反之有关。拓展研究：需要测量玻璃管内水柱的高度（h）；根据p=ρgh（ρ为水的密度，g为常量）得出压强大小。

实验过程一通过观察压强计U形管液面变化理解其工作原理及转换法的应用；实验过程二运用控制变量法分析方向、深度、密度对液体压强的影响；思考与讨论从装置气密性及实验设计角度分析问题；拓展研究基于二力平衡原理测量液体压强。