如下图甲所示,此装置叫压强计,其用途是可以测量液体内部的压强.它的构造主要包括U型玻璃管、金属盒、橡胶管和支架等部分.甲图中当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U型管两边的液面会出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大.如图乙所示,若把金属盒放入液体中,U型管内液面出现高度差,说明液体内部存在压强.
小明利用上述装置进行探究液体内部压强规律,下表是小明探究过程中记录的实验数据:
序号 | 液体 | 深度/cm | 橡皮膜方向 | 压强计 | ||
左液面/mm | 右液面/mm | 液面高度差/mm | ||||
1 | 水 | 3 | 朝上 | 186 | 214 | 28 |
2 | 3 | 朝下 | 186 | 214 | 28 | |
3 | 3 | 朝侧面 | 186 | 214 | 28 | |
4 | 6 | 朝侧面 | 171 | 229 | 58 | |
5 | 9 | 朝侧面 | 158 | 242 | 84 | |
6 | 盐水 | 9 | 朝侧面 | 154 | 246 | 92 |
某兴趣小组用如图所示装置进行探究“影响液体内部压强的因素”实验。
已知:①a、b两点压强等于外界大气压(大气压保持不变);②a点压强等于a点上方液柱压强与左管内气压P1之和;③b点压强等于b点上方液柱压强与右管内气压P2之和;④液体1和液体2密度不同。
该小组同学先关闭K2打开K和K1 , 用抽气机抽气,进行多次实验。再关闭K1打开K和K2 , 重复上述操作。具体数据记录如一表:
液体种类 | 液体1 | 液体种类 | 液体2 | ||||
实验次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 实验次数 | 第四次 | 第五次 | 第六次 |
液柱高度(h1/cm) | 10 | 20 | 30 | 液柱高度(h2/cm) | 10 | 20 | 50 |
左管内气体压强(P1/千帕) | 99 | 97 | 95 | 左管内气体压强(P2/千帕) | 100 | 99 | 98 |
如图甲所示,底面积为S1=100cm2的容器内装有适量的某种液体,A为圆柱形木块,其底面积为S2=80cm2 , C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下面与液面的距离,小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h1 , 小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F﹣h图象,此过程中液体始终没有溢出(不计传感器C和轻杆B的重力和体积g=10N/kg)
表一
实验序号 | 所加圆板个数 | 水槽底部所受水的压强(帕) |
1 | 1 | 3015.00 |
2 | 2 | 3030.00 |
3 | 3 | 3045.00 |
4 | 4 | 3060.00 |
表二
实验序号 | 所加圆板个数 | 水槽底部所受水的压强(帕) |
5 | 5 | 3071.25 |
6 | 6 | 3078.75 |
7 | 7 | 3086.25 |
8 | 8 | 3093.75 |
a.分析比较表一或表二中压强变化量的数据及相关条件,可得出的初步结论是:。
b.分析比较表一和表二中压强变化量的数据及相关条件,可得出的初步结论是:。
步骤1:选用材料相同、表面粗糙程度相同、重力不同的3个物体,用弹簧测力计测出三个物体的重力;
步骤2:把3个物体依次放在水平受力面上,用专用的仪器测出3次压力大小,实验数据见表1.
步骤3:改变受力面鱼水平面的倾角,用步骤2的方法,依次测出与水平面成18°角和25°角的压力大小,实验数据见表2和表3.
表1在水平面上所测数据 | ||
序号 | 重力/N | 压力/N |
1 | 5 | 5 |
2 | 10 | 10 |
3 | 15 | 15 |
表2在18°角斜面上所测数据 | ||
序号 | 重力/N | 压力/N |
4 | 5 | 4.75 |
5 | 10 | 9.5 |
6 | 15 | 14.25 |
表3在25°角斜面上所测数据 | ||
序号 | 重力/N | 压力/N |
7 | 5 | 4.5 |
8 | 10 | 9.0 |
9 | 15 | 13.5 |
请回答:
⑴如图甲,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下面吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力计为T1 , 小桶与石块的总重记为G,则T1 G(选填“>”“<”“=”);
⑵如图乙,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流到旁边的小水杯中,将排出的水的重力记为G排;
⑶如图丙所示,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为T2 , 则T2T1(选填“>”“<”“=”);
⑷通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系。(要求写出推导过程)
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h(cm) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
F(N) | 6.75 | 6.25 | 5.75 | 5.25 | 4.75 | 4.25 | 4.25 |
通过实验认识了浮力后,9.3班的同学在老师的引导下,继续对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究。
首先,他们经过讨论对“浮力的大小与哪些因素有关”提出如下猜想:
猜想l:浮力的大小可能与物体的质量有关;
猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关.
小刚所在组的同学选用了一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。下图表示探究过程及有关数据。
【生活发现】①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的有关;
【实验检验】为验证假设一,进行如下操作:
步骤一:取一根长度约为 1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置,如图所示;
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到为止;
步骤三:将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
【现象描述】空气柱的温度越高,上方的水银柱也越长。
【得出结论】。
【评价交流】科学猜想往往需要一定的事实作为依据,请为猜想“气体产生的压强还可能与气体的质量有关”,列举一种事实作为依据:。
如图所示,小琪想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
①记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力。
②将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘。
③用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面。
④量出吸盘与玻璃板接触面的直径:计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S。
⑤根据p=F/S,计算出大气压的大小p。
科学中把具有流动性的液体和气体统称为流体,当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小李同学将图 (a)所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同.从图中可以看出A,B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大,可见流体的压强与流速之间有着一定的关系
接着,小明又自制了一个飞机机翼模型,如图 (b)将其固定在托盘测力计上,在模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流。
边长为10cm的正方体木块放入水中,有的体积浸没在水中,在木块上面放一重物,木块浸入水中的深度增加2cm.(g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
求:
①活塞底部固定的物体P,它的作用是能让活塞竖直立在水中,重物P的密度特点是 .
②怎么确定秤的零刻度线 .
③如果要增大秤的测量范围,请给制作者提出你的两个建议
A.
B. .