题目内容
【题目】创新小组的同学们要探究“液体内部压强有多大”。
(1)如图甲所示,小明同学将一端带橡皮膜的玻璃管逐渐浸入水中时,他看到的现象是_____。
(2)实验前,同学们认为还能利用此装置定量研究液体压强大小,分别进行了如下实验:
①小明同学在玻璃管中分别倒入不同质量的细沙,将玻璃管竖直插入水中,直至橡皮膜没有凹凸时,并测出橡皮膜在水中的深度,数据记录在表中。
次数 | 1 | 2 | 3 |
沙子的质量/g | 10 | 20 | 30 |
橡皮膜的深度/cm | 5 | 10 | 15 |
分析表中数据,可得出的结论是_____。
②小聪同学将玻璃管浸入水中某一深度,然后往玻璃管中注入水,直至橡皮膜没有凹凸,观察玻璃管内水的高度,发现内外水面相平,如图乙,这是因为_____;她在此基础上进行理性探究,设水的密度是ρ,玻璃管内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h。他能得到的结论是:_____。
(3)在课后反思时,小聪同学脑洞大开,她拔掉压强计的胶管,在U形管中分别倒入了水和煤油。待液体不流动时,测出如图丙所示的两段液体的高度。若水的密度是ρ,则煤油的密度的表达式是_____。
【答案】橡皮膜向内凹,且随着浸入深度的增加凹陷的越明显 种液体内部的压强与深度成正比 橡皮膜处于二力平衡状态 液体压强p=ρgh ρ煤油=ρ
【解析】
(1)当小明同学将玻璃管逐渐浸入水中时,橡皮膜会逐渐向内凹,且随着浸入的深度的增加凹陷的越明显;因为液体有向上的压强,且液体的压强随深度的增加而增大;
(2)①由表中数据可知,沙子质量是原来的2倍,橡皮膜受到的压强也原来的2倍,此时橡皮膜的深度也是原来的2倍,因而可得出的结论是:同种液体内部的压强与深度成正比。②设水的密度是ρ,玻璃管的内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h,向玻璃管中倒水,直至橡皮膜变平,橡皮膜它受到玻璃管中水向下的压力即F向下和烧杯中水向上的压力即F向上,因为橡皮膜处于二力平衡状态,受平衡力。所以F向下=F向上,即:F向下=F向上=G=pS,p==ρgh。得到的结论是液体压强p=ρgh;
(3)由于左侧管中装有密度为ρ的液体水,液体水的深度为h1,则产生的向右的压强为p1=ρgh1;右侧管中装有密度为ρ煤油的液体煤油,液体煤油的深度为h2,则产生的向左的压强为p2=ρ煤油gh2;因为两种液体不流动,则p1=p2;即:ρgh1=ρ煤油gh2;所以,ρ煤油=
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