题目内容

14.如图1甲所示是研究液体内部压强的规律的实验

(1)比较图1乙、丙和丁图的实验情况,可以得到的结论是:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(2)如果要探究液体内部压强跟深度的关系,接下来的操作是:将压强计金属盒放入液体中不同深度,观察U型管中的高度差.
(3)小明用注射器制成了“估测大气压的值”的实验装置.
A.他把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.
B.用细尼龙绳拴注射器的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F.
C.用刻度尺测出注射器的有刻度部分的长度记为L,读出注射器的容积V,则活塞的面积S=$\frac{V}{L}$.
D.请你帮他计算出此时大气压的数值p=$\frac{FL}{V}$(写出最终的表达式)

分析 (1)比较乙图、丙和丁图,是控制液体的密度相同,深度相同,改变压强计金属盒的方向,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和方向有关.
(2)要研究液体的压强与深度的关系,应使金属盒在同种液体不同深度观察压强计的液面高度差.
(3)由体积公式V=SL可得活塞的面积;根据p=$\frac{F}{S}$可得大气压强.

解答 解:(1)比较乙图、丙和丁图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等.可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等.
(2)若要探究液体内部压强与深度的关系,应控制密度相同,改变深度,故接下来的操作是:将压强计金属盒放入液体中不同深度,观察U型管中的高度差.
(3)注射器的容积为V.全部刻度的长度为L,由V=SL可得注射器中的活塞的面积:S=$\frac{V}{L}$;
根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,
所以该地的大气压:p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$
故答案为:(1)相等;(2)将压强计金属盒放入液体中不同深度,观察U型管中的高度差;(3)$\frac{V}{L}$;$\frac{FL}{V}$.

点评 利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了.

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