2025-04-14
一、實驗目的
通過實驗分析生活中類似的場景,培養發現、分析、解決問題的能力,養成科學理性的思維習慣。
鞏固掌握有關大氣壓與液體壓強的知識
二、實驗材料
礦泉水瓶 熱熔膠槍 吸管 螺絲刀 打火機
三、實驗步驟
1.將螺絲刀在打火機上燒熱,之后在礦泉水瓶瓶身1/3高度處用打火機鉆洞
2. 將短截的吸管插入小孔,用熱熔膠密封
3. 同樣在瓶蓋上鉆個小孔,將一根長吸管插入小孔并用熱熔膠密封
4. 用手指堵住下端吸管,往礦泉水瓶中注滿水,蓋上瓶蓋,先讓豎直吸管底部位置低于水平吸管3cm,觀察水流情況。
5. 剪短豎直吸管長度,使豎直吸管長度底部位置與水平吸管平齊,高于水平吸管3cm,6cm,9cm,重復步驟4觀察水流情況
四、實驗現象(水流長度l取最大值且保留整數)
1. 低于水平吸管3cm
2. 與水平吸管相平
3. 高于水平吸管3cm
4. 高于水平吸管6cm
5. 高于水平吸管9cm
數據整理如下表:
豎直吸管與水平吸管高度差h
-3
0
3
6
9
噴射水流長度l
0
0
5
8
五、實驗分析與結論
通過上面的實驗我們發現,當豎直吸管口底部位置低于水平吸管位置或與之平齊時,水平吸管不會流出水;當其位置高于水平吸管時,水平吸管開始流出水,且位置越高水流越遠。
當豎直吸管底部位置剛好與水平吸管的上表面邊緣位置平齊時,水平吸管處的水所受壓強和豎直吸管底部吸管口所受壓強相等。該位置的壓強等于大氣壓強,因此內外壓力差為0,水不會流出來。當豎直吸管的底部吸管口位置低于水平吸管時,豎直吸管內的液面剛好與水平吸管平齊,內外壓力差為0,所以水不會流出。當其位置高于水平吸管后,豎直吸管的底部吸管口處的壓強等于大氣壓p0,此時由于水柱自身產生壓強p液,取水平吸管處一液片,對其進行受力分析,液片受到向右的壓強為p液= p0+ρ水gh,向左壓強為p0,水受向右壓力差,水會向右流出,且水柱越高,內外壓強差越大,水流越遠。
六、實驗收獲與反思
1. 某玻璃瓶的側壁上有高度不同的甲、乙、丙、丁四個用橡皮塞塞住的小孔,瓶口插有一根兩端開口的導管,瓶口密封,瓶內未裝滿水,管內外水面如圖所示.如果在甲、乙、丙、丁四個小孔處選擇任何一處拔出橡皮塞,則( )BWIN·必贏(中國)唯一官方網站
只有丁會有水流出 B. 只有丙或丁會有水流出
只有甲不會有水流出 D. 都會有水流出
題解:瓶口用橡皮塞蓋緊,瓶塞中央插一根兩端開口的玻璃管,管內水面比管外低,則管內水面上的大氣壓p0=瓶內水面上的氣體壓強p1+管內外水面的高度差的水的壓強p液;所以,對乙處產生的壓強=p0,對甲處產生的壓強小于p0,對丙、丁兩處產生的壓強大于p0,
如果在甲、乙、丙、丁四個小孔處拔出橡皮塞,甲、乙處無水流出,丙或丁會有水流出.故選B.
2.用如圖所示的實驗裝置來測量液體的密度,將一個帶有閥門的三通U形管倒置在兩個裝有液體的容器中,用抽氣機對U形管向外抽氣,再關閉閥門K ,已知左邊液體的密度為ρ1,左右兩邊液柱高度分別為h1、h2,則下列說法正確的是( )
題解:用抽氣機對U形管向外抽氣后關閉閥門K ,管內氣體壓強P1小于管外大氣壓P0, 在大氣壓作用下液體進入兩管中,待液體靜止兩管中壓強平衡.
所以:P1+P液1=P1+P液2=P0
ρ1gh1=ρ2gh2
ρ1h1=ρ2h2
A:只要管內壓強小于管外大氣壓,就會有液體進入兩管中,沒必要將U形管內抽成真空,故A錯誤;
B:若將U形管傾斜,液柱高度減小,所以會有液體進入兩管中,U形管中空氣體積減小,管內氣體壓強增大,所以兩管中液體的深度減小。
因為h1
所以減小相同壓強時,根據p=ρgh可得△h1<△h2
所以兩管中液體高度差會減小
故B錯誤
C、D由ρ1h1=ρ2h2可得ρ2=ρ1h1/h2,故C正確,D錯誤
故答案為C