内容正文:
专题5 探究液体压强特点
知识点睛
【设计与进行实验】
甲 乙 丙 丁 戊
注意:甲-丁图容器中装入水,戊图中为硫酸铜溶液。
1.实验器材:压强计、刻度尺、水、硫酸铜溶液(盐水)等。
2. 实验前要检查装置的气密性 :用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中的液柱是否变化,若漏气,两液柱始终相平;
3. 实验前U形管液面应调平 :为了避免橡皮管中有气体导致液面不相平,应拆除橡皮管重新安装;
4. 实验方法 :
(1)转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小;
(2)控制变量法:①探究液体内部的压强与方向的关系:控制金属盒在同种液体的统一深度,改变金属盒的方向,观察U形管液面的高度差;②探究液体内部压强与深度的关系:控制金属盒在同种液体中,金属盒方向不变,改变金属盒的深度,观察U形管液面的高度差;③探究液体内部压强与液体密度的关系:控制金属盒在相同深度,金属盒方向不变,改变液体的种类,观察U形管液面的高度差;
5. 实验过程中U形管两边液柱的高度几乎不变的原因 :实验仪器气密性不好;
6.分析数据和现象,总结结论
【交流与反思】
7.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;
8.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;
9.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。
10.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。
题型演练
1.2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)从结构来看,实验中使用的U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。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 反映的。
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为 N(取ρ海水=1.03×103kg/m3),相当于质量为 t的物体受到的重力。
(4)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
2.如图所示,某中学物理兴趣小组用压强计做“研究液体内部压强”的实验。
(1)实验是通过U形管中液面的高度差来反映被测液体压强大小的,这是 (选填“控制变量”或“转换”)法。使用前检查装置时用手轻轻按压几下探头的橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)图甲、乙、丙分别表示探究过程中三个情景。容器中的液体、探头插入的深度以及U形管中液面情况,都可以从图上看出,比较图 可知液体压强大小与液体的深度有关;比较图乙、丙可知液体压强大小与液体的 有关;
(3)在图乙中,使探头保持同一深度不变,改变探头的方向,分别朝向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差 (选填“变化”或“不变”);
(4)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择 两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状 ;
(5)若探头受到液体压强等于U形管两侧液面的压强差(忽略橡皮膜弹力的影响),测得丙图中U形管左右两侧液面的高度差为10cm,探头在盐水中深度为9cm,则盐水密度为 g/cm3(结果保留两位小数)。(U形管中液体密度为1.0×103kg/m3)
3.在探究性学习活动中,某学习小组做了以下系列实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素,该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图甲所示实验。根据 两图中的情景,可表明影响压力作用效果与接触面积有关;
(2)该小组取三个高度均为h,密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体,B是长方体,A、B的底面积都为S