题目内容
【题目】为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况,某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验.如图所示,他们设法使圆柱体A逐步浸入水中,测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p,接着仅换用圆柱体B重新实验,并将全部实验数据记录在表一中(实验中容器内水均未溢出).
表一:
圆柱体 | 实验序号 | h(米) | p(帕) | 圆柱体 | 实验序号 | h(米) | p(帕) |
A | 1 | 0 | 7000 | B | 7 | 0 | 7000 |
2 | 0.10 | 7200 | 8 | 0.12 | 7400 | ||
3 | 0.20 | 7400 | 9 | 0.18 | 7600 | ||
4 | 0.40 | 7800 | 10 | 0.24 | 7800 | ||
5 | 0.50 | 7800 | 11 | 0.30 | 8000 | ||
6 | 0.60 | 7800 | 12 | 0.40 | 8000 |
(1)分析比较实验序号数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h<H时,p随h的增大而增大.
(2)分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中, .
(3)由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,存在h不同而p相同的现象.若用圆柱体A、B进一步实验,请在表二中填入拟进行实验的数据,使每一组实验中水对容器底部的压强p相同.
表二
实验组号 | hA(米) | hB(米) |
第Ⅰ组 | 0.10 | |
第Ⅱ组 | 0.18 |
【答案】
(1)1、2、与3或7、8、9与10
(2)当h≥H时,P不随h而变化
(3)0.06;0.30
【解析】解:(1)分析比较实验序号1、2与3或7、8、9与10数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h<H时,p随h的增大而增大.(2)分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h≥H时,P不随h的改变而改变;(3)由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,h不同而p相同,序号3中,SA=0.03m2 , A的下表面到水面的距离hA=0.20m,
圆柱体A浸入水中的体积:VA浸=SAhA=0.03m2×0.20m=0.006m3;
序号8中,SB=0.05m2 , B的下表面到水面的距离hB=0.12m,
圆柱体B浸入水中的体积:VB浸=SBhB=0.05m2×0.12m=0.006m3;
比较可知,VA浸=VB浸 , 此时水对容器底部的压强p相等;
同理,计算实验序号4与10中两圆柱体浸入水中的体积,也可以得到:当两圆柱体浸入水中的体积相等时,水对容器底部的压强p相等.
根据上面的规律来计算表二中所缺的数据:
第Ⅰ组,SA=0.03m2 , SB=0.05m2 , 已知hA=0.10m,
由上面的规律可知,当水对容器底部的压强p相等时,需满足SAhA=SBhB;
所以,hB= = =0.06m;
第Ⅱ组,SA=0.03m2 , SB=0.05m2 , 已知hB′=0.18m,
由上面的规律可知,当水对容器底部的压强p相等时,需满足SAhA′=SBhB′,
所以,hA′= = =0.30m.
所以答案是:(1)1、2、与3或7、8、9与10;(2)当h≥H时,P不随h而变化;(3)
实验组号 | hA(米) | hB(米) |
第Ⅰ组 | 0.10 | 0.06 |
第Ⅱ组 | 0.30 | 0.18 |
【考点精析】根据题目的已知条件,利用探究液体压强的特点实验的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握液体内部压强的特点:(液体内部压强的产生是因为液体具有重力,同时具有流动性.)液体内部朝各个方向都有压强;液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的质量、体积无关.