内容正文:
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专15 力学实验
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实验1 探究影响液体压强大小的因素
【交流与反思】
1.探究移动方向的判断:改变液体密度,为了使液体压强不变,若密度增大,探头应向上移动,若密度减小,探究应向下移动;
2.液体密度的相关判断:①同一深度处,液面差大的液体密度大;②液面差相等时,深度深的液体密度小;
3.液体压强的相关计算;
实验结论:液体内部向各个方向都有压强,在液面同一深度处,向各个方向的压强都相等;深度越大,压强越大;液体内部的压强大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,则压强越大。
4.注意:①液体压强大小与其他的因素,如重力、体积、容器的形状、底面积等无关。②此实验只能定性的描述液体内部的压强特点。
【例题1】小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是 。
A.此时向右管中加入红墨水直至液面相平
B.取下软管重新安装
C.再多加一些红墨水
D.按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与 深度 有关。
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠?答: 不可靠 ,原因是: 没有控制深度相同 。
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面操作不能使两侧液面高度对比更加明显的是 ③④ 。
①烧杯中换密度更大的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
④换用装液体更多的U形管
【解析】(1)进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,故需要取下软管重新安装压强计,故选B;
(2)如乙图所示,液体的密度相同,随着液体的深度增加,观察U形管两侧的液面高度差变大,说明在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而增大。
(3)小强要探究液体内部压强与液体密度的关系。则应保持深度不变。小强保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体是深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论;
(4)
①探头在不同液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差最大;
②“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大;
③“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显;
④换用装液体更多的U形管,不能改变两侧液面的高度差;
故③④符合题意。
故答案为:(1)B;(2)深度;(3)不可靠;没有控制深度相同;(4)③④。
实验2 探究影响浮力大小的因素
【交流与讨论】
(1)为了实验现象更明显,物体的体积应稍大一些。
(2)实验时烧杯中的液体要“适量”:物体浸没后液体不能溢出杯口,同时物体又能够浸没到液体中。
(3)误差分析:若先测物体在液体中受到的拉力,再测物体的重力,由于物体上沾有液体,则所测浮力会 偏大 ;
(4)物体浸在液体中的体积逐渐增大,物体受到的浮力也随着增大,但是不能理解为浮力的大小与浸没在液体中的深度有关;
(5)探究浮力大小与物体形状的关系。
将形状不同、质量和密度相同的物体浸在同一液体中,控制物体排开液体的体积
相同,比较物体所受浮力的大小。物体所受浮力大小与物体的形状无关。
(6)探究浮力的大小与物体的密度的关系
将体积相同的不同物体,浸没在同一液体中,比较物体所受的浮力大小。物体所
受浮力大小与物体的密度无关。
(7)浮力与深度的关系
一般情况下,物体浸没了以后,浮力与深度无关,因为V排不会随着深度变化。但
有一种特殊情况:气球(或气泡),不考虑温度变化,在液体中时,由于深度不同,
压强也不同,气球的体积会发生变化,越深时,压强越大,体积就越小,V排就越
小,浮力就越小,反之亦然。
(8)实验室选用了不同的液体,并进行了多次实验是为了让实验结论更具有普遍性。
(9)物体的受力分析。
物体在空气中时受到竖直向下的重力和竖直向上的