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(ρ=800千克/米3)、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,并记录数据与表二中. ![]()
表一
序号 | 液体 | h(米) | m(千克) |
1 | 水 | 0.08 | 0.008 |
2 | 0.10 | 0.010 | |
3 | 0.12 | 0.012 |
表二
序号 | 液体 | h(米) | m(千克) |
4 | 酒精 | 0.10 | 0.008 |
5 | 0.12 | 0.096 | |
6 | 0.15 | 0.012 |
(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 .
(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】
(1)漂浮条件
(2)2、4或3、5
(3)同种液体,深度越深压强越大
(4)ρ= ![]()
【解析】解:(1)该装置的工作原理是根据漂浮时浮力与重力是平衡力,大小相等,故在本实验中,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漂浮的条件;(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F浮=G=mg 得ρ水ghS=mg,
即ρ水×0.1mS=0.01kg,
S=
m2
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:F浮1=G,
即ρgh0S=m0g,则该未知液体的密度为ρ=
=
.
所以答案是:(1)漂浮条件;(2)2、4或3、5;(3)同种液体,深度越深压强越大;(4)ρ=
.
【考点精析】利用探究液体压强的特点实验对题目进行判断即可得到答案,需要熟知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.
【题目】为了研究物体漂浮在水面上时的特点,某小组同学用甲、乙两种材料制成体积不同的若干块物块进行实验,甲材料的密度为ρ甲 , 乙材料的密度ρ乙 , 且ρ甲<ρ乙 . 如图所示,他们让物块漂浮在水面上,测量并记录了物块的总体积和露出水面的体积,并将实验数据记录在下表中.
材料 | 实验 | 物块体积 | 露出水面体积 | 材料 | 实验 | 物块体积 | 露出水面体积 |
序号 | (10﹣6米3) | (10﹣6米3) | 序号 | (10﹣6米3) | (10﹣6米3) | ||
甲 | 1 | 10 | 6 | 乙 | 6 | 8 | 1.6 |
2 | 20 | 12 | 7 | 10 | 2 | ||
3 | 30 | 18 | 8 | 30 | 6 | ||
4 | 40 | 24 | 9 | 35 | 7 | ||
5 | 50 | 30 | 10 | 45 | 9 |
①分析比较实验序号数据,可得出的初步结论是:同种材料的物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积与物块的体积成正比.
②分析比较实验序号1与7、3与8的数据,可得出的初步结论是: .
③他们分别分析了“露出水面的体积”和“物体体积”的比例关系,可以得出的进一步结论是:
(a) .
(b) . ![]()