题目内容
【题目】某兴趣小组在研究液体内部压强规律时,所用实验器材有:长为0.2米的吸管 (底部用蜡封住)、电子天平、酒精()、水、未知液体、刻度尺、细沙、柱状容器等。实验时,他们首先在容器内装入足量水,并将适量细沙装入吸管中,用电子 天平测出其总质量m。然后将该吸管放入水中,如图所示,用刻度尺测出其静止时浸 入液体的深度h,记录相关实验数据于表一中。接着,他们把水更换为酒精,重复上述过程,并记录数据于表二中。
(1)在本实验中,他们通过吸管总质量m来比较吸管底部所受液体压强的大小,其原理是二力平衡条件及_____。
表一 | |||
序号 | 液体 | h (米) | m (千克) |
1 | 水 | 0.08 | 0.0080 |
2 | 0.10 | 0.0100 | |
3 | 0.12 | 0.0120 |
表二 | |||
序号 | 液体 | h (米) | m (千克) |
4 | 酒精 | 0.10 | 0.0080 |
5 | 0.12 | 0.0096 | |
6 | 0.15 | 0.0120 |
(2)分析比较实验序号_____的数据可得出液体内部压强和液体密度有关。
(3)分析分析比较实验序号1、2与3 (或4、5与6)的数据可得出初步结论是:_____。
(4)该小组一位成员把总质量为m0的吸管放入未知液体中,测得其静止时浸入液体的深度为h0(h0<0.2 米)。则该未知液体的密度为_____(用m0、h0和ρ水的代数式表示)。
【答案】 2与4(或3与5) 同种液体,液体内部压强与深度成正比
【解析】
(1)根据浮力产生的原因,物体漂浮时受到液体的浮力大小等于液体对物体下表面向上的压力。不同质量的吸管漂浮时,吸管底部受到液体向上的压力等于吸管的重力。物体质量越大重力越大,则受到液体的压力越大,根据可知,物体受到液体的压强越大。所以可通过吸管总质量m来比较吸管底部所受液体压强的大小;
(2)比较序号2,4或3、5数据可知,液体密度不相同,深度相同,吸管总质量m不同即液体压强不同,可得出液体内部压强和液体密度有关。
(3)比较序号1,2与3三组数据可知,液体的密度相同,液体的深度不相同,吸管总质量m不同即液体压强不同,可得出结论:同种液体,深度越深压强越大。
(4)根据表一知当m=0.01kg,h=0.1m和漂浮的条件得:
可得:
把总质量为m0的吸管放入未知液体中,处于漂浮状态,浮力等于重力:即:
则该未知液体的密度为: