题目内容
【题目】某小组同学做“探究容器底部受到液体压强和压力大小的规律”的实验。先向如图(a)所示三个底面积不同的圆柱形容器中分别注入等质量的水,测得容器底部受到水的压强值记录在表1中;换用酒精重复上述实验,并将数据记录在表2中。之后,他们又在如图(b)所示三个不同底面积的口大底小容器中注入等质量的水,重复上述实验,数据记录在表3中。()
表1(注入水0.1kg)
实验序号 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
1 | 0.01 | 100 | 100 |
2 | 0.02 | 50 | 200 |
3 | 0.05 | 20 | 500 |
表2(注入酒精0.08kg)
实验序号 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
4 | 0.01 | 100 | 80 |
5 | 0.02 | 50 | 160 |
6 | 0.05 | 20 | 400 |
表3(注入水0.1kg)
实验序号 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
7 | 0.01 | 80 | 100 |
8 | 0.02 | 40 | 200 |
9 | 0.05 | 15 | 500 |
(1)由表1和表3的实验数据,可得出的结论是:同种液体,深度相同时,液体对容器底部的压强与容器底部的面积和容器形状_____(选填“有关”或“无关”);
(2)分析比较实验序号1、2、3有关数据,可得出的初步结论:液体内部压强与_____有关;
(3)分析比较实验序号_____有关数据,可得到的初步结论:液体深度相同,液体密度越大,液体压强越大;
(4)分析实验序号1的实验数据,得出此时容器底部受到液体的压力为_____N。比较实验序号1、2、3可知规则容器液体对容器底部的压力_____液体的重力;比较实验序号7、8、9可知规则该容器中液体对容器底部的压力_____液体的重力;(后两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)分析实验序号9可知侧壁给水竖直向上的支持力为_____N;
(6)该小组又将重力为5.4N的实心铝球悬挂于弹簧测力计下,并将铝球浸没在a图第一个容器的水中,此时弹簧测力计的拉力为_____N(水没溢出),浸入铝球后该容器对桌面的压强将增加_____Pa,若将该铝球浸没于某种液体中,弹簧测力计的示数为3N,则该液体的密度为_____kg/m3。()
【答案】无关 液体深度 1,4(或2,5,或3,6) 1 等于 小于 0.2 3.4 200 1.2×103
【解析】
(1)[1]分析比较实验序号1、7(或2、8或3、9)的有关数据,可以看出,同种液体的深度相同、只有容器底部的面积和容器形状不同,而最终的压强是相同的,所以液体对容器底部的压强与容器底部的面积和容器形状无关。
(2)[2]在实验序号1、2、3中,液体的种类是相同的,从上向下,液体深度是增大的,液体对容器底的压强也是增大的。所以结论为:同种液体,对容器底的压强随深度的增加而增大。
(3)[3]在实验结论中,控制的条件是液体深度相同,变化量是液体的密度,所以必须在表一和表二中寻找答案;观察表中的数据可以看出,1、4或2、5或3、6符合要求,可以得出:液体深度相同,液体密度越大,液体压强越大的结论。
(4)[4][5][6]在表1序号1中,水对容器底的压力为
水的重力为
比较结果知,水对容器底的压力等于水的重力,同理可知,序号2、3中液体对容器底产生的压力都等于液体自身的重力。所以结论为:规则容器液体对容器底部的压力等于液体的重力。
在表3序号7中,水对容器底的压力为
底面积为80cm2(即0.008m2)的柱形规则容器内水的重力为
观察图可知,容器为敞口的,则容器内实际水的重力要大于0.8N,比较结果知,水对容器底的压力小于水的重力;同理,序号8、9中容器的形状都是敞口的,水对容器底的压力也小于液体的重力,所以结论为:敞口容器中,液体对容器底的压力小于液体的重力。
(5)[7](b)组中的水受到向下的重力和容器底部以及侧壁对其的支持力,且
因为水对容器底部的压力为0.8N,根据相互作用力可知容器底部对水的支持力也为0.8N,故
(6)[8][9][10]实心铝球的质量
铝球的体积
排开水的体积等于铝球的体积,铝球受到的浮力
弹簧测力计的拉力
铝球浸没在水中时,容器内相当于增加了与铝球同体积的水,容器对桌面的压力将增大,增加的压力等于增加水的重力,即增加的压力为2N,所以容器对桌面的压强增大,增大的压强为
铝球在水中时,有阿基米德原理可知,球的体积为
物体受到液体的浮力
根据可得,液体的密度
【题目】为了提高松花江旅游开发建设,哈尔滨市旅游局拟购进一批电动旅游观光艇(如图),其部分技术参数如下表∶
商品名称 | XX 观光艇 |
商品外观 | 7.5m×2.0m×0.9m |
空船质量 | 900kg |
电动机最大输出功率 | 45kw |
最大载客人数 | 20人 |
最大航速 | 45km/h |
求∶
(1)观光艇以最大航速行驶20min的路程是多少千米?
(2)观光艇以最大功率从江南码头行驶到江北码头只需3min,则行驶一次消耗的电能是多少焦耳?
(3)若观光艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为75%,求以最大航速匀速直线行驶时受到水的平均阻力是多少牛?