内容正文:
专题09 探究液体压强和浮力大小的影响因素实验分析(原卷版)
实验解读
实验1 探究“影响液体内部压强因素”实验
【实验目的、方法】
①实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些;
②实验方法:控制变量法。
【实验猜想】
液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
【实验器材】
压强计;烧杯;食盐;水;刻度尺。
【器材作用及图像】
①压强计:测量液体压强;
②烧杯:盛放水;
③食盐:改变液体密度;
④水:实验对象;
⑤刻度尺:测量压强计高度差。
【实验步骤】
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
【实验结论及应用】
液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
【实验数据记录】
【实验补充】
1、液体压强的特点:
1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言;
2.液体压强具有以下几个特点:
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
2、液体压强的计算:
(1)计算液体压强的公式是p=ρgh;
(2)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系;
(3)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
【常考实验问题】
1、液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 压强差 反映的;
2、比较甲、乙两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的 深度 有关;比较 甲、丙 两图,可以得到,液体内部的压强大小与液体的 密度 有关;
3以上实验探究过程中,运用的物理探究方法是 控制变量法 和转换法;
4、为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用 水 (选填“水”或“水银”);
5、压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法: 用手指按压强计的橡皮膜 ;
6、由图甲得出结论: 同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等 ;
7、液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性。(因此在太空失重情况下液体不会产生压强);
8、实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?
答:气密性不好,拆下来重新安装;
9、使用的U型管 不是 (填是或者不是)连通器;
10、此实验U型管内液体为什么要染成红色的原因是使实验效果明显,便于观察。
实验2 探究“影响液体内部压强因素”实验
【实验目的、原理、方法】
①实验目的:探究影响浮力大小的因素;
②实验原理:F浮=G-F读;
③实验方法:称重法、控制变量法。
【实验器材】
弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
【器材作用】
①弹簧测力计:测量拉力;
②细线:连接实验器材;
③小石块、金属块:实验对象;
④水、盐水:改变液体密度;
⑤烧杯:盛装液体。
【实验步骤】
步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力;
步骤②把石块慢慢浸入水中,直至石块完全没入水中,并观察弹簧测力计读数变化;
步骤③把水换成盐水,重复步骤②;
步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤;
步骤⑤记录数据,整理器材。
【实验结论及应用】
1.浮力大小跟浸入液体(水)中的体积有关;
2.浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟物体所在深度无关;
3.比较步骤二、三可知,浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟液体密度有关,密度大的浮力大。
【实验数据记录】
【实验补充】
1、浮力产生的原因:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力;
(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
2、影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
【常考实验问题】如图
1、通过A、C实验步骤,