Question

2．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)利用礦泉水瓶可以做許多小實(shí)驗(yàn)：
（1）小方用一滿瓶純凈水和放在水平桌面上的海綿做實(shí)驗(yàn)，研究“影響壓力作用效果的因素”，如圖所示，他可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是壓力一定，受力面積越小，壓力作用效果越明顯，壓力的作用效果是通過海綿凹陷的程度表現(xiàn)出來的．
（2）小紅在空礦泉水瓶側(cè)壁不同高度的地方錐出三個(gè)小孔，往里面倒?jié)M水，可以觀察到的現(xiàn)象是水從三個(gè)小孔中噴出來，這個(gè)小實(shí)驗(yàn)可以研究液體的壓強(qiáng)大小與深度的關(guān)系．
（3）小平同學(xué)也做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，他往空礦泉水瓶中加入少量開水后倒掉，再蓋緊瓶蓋，過一會(huì)他觀察到瓶子變癟了，這個(gè)現(xiàn)象可以證明大氣壓的存在．
（4）小力同學(xué)測(cè)定煤油的密度也用到礦泉水瓶：用天平測(cè)出空礦泉水瓶的質(zhì)量m₀，在礦泉水瓶里裝滿水，用天平測(cè)出它們的總質(zhì)量記為m₁，水倒掉后在礦泉水瓶里裝滿煤油，用天平測(cè)出它們的質(zhì)量記為m₂．已知水的密度為ρ_水，請(qǐng)幫他寫出煤油的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$×ρ_水．

Answer 1

分析 （1）影響壓力作用效果的因素是壓力和受力面積，結(jié)合控制變量法可分析結(jié)論；實(shí)驗(yàn)中，通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果，屬轉(zhuǎn)換法；
（2）液體的壓強(qiáng)與深度有關(guān)，在液體密度相同時(shí)，深度越深，壓強(qiáng)越大；
（3）從大氣壓強(qiáng)的角度可分析看到的現(xiàn)象；
（4）根據(jù)密度的公式ρ=$\frac{m}{V}$，結(jié)合瓶子的容積、水的體積、煤油的體積相同，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式可推導(dǎo)出密度的表達(dá)式．

解答 解：（1）由圖可知，兩個(gè)瓶子的壓力相同，受力面積不同，可得出的結(jié)論是：壓力一定，受力面積越小，壓力作用效果越明顯；在實(shí)驗(yàn)中，壓力的作用效果是通過海綿凹陷的程度表現(xiàn)出來的．
（2）在空礦泉水瓶側(cè)壁不同高度的地方錐出三個(gè)小孔，往里面倒?jié)M水，可以觀察到的現(xiàn)象是水從三個(gè)小孔中噴出來，且越低的孔噴出水的水平距離越遠(yuǎn)，這個(gè)小實(shí)驗(yàn)可以研究液體的壓強(qiáng)大小與深度的關(guān)系，最終證明深度越深，壓強(qiáng)越大．
（3）往空礦泉水瓶中加入少量開水后倒掉，這樣瓶中留下大量水蒸氣，再蓋緊瓶蓋，過一會(huì)水蒸氣液化，瓶?jī)?nèi)氣壓減小，在外界大氣壓的作用下，會(huì)看到瓶子變癟了，這個(gè)現(xiàn)象可以證明大氣壓的存在．
（4）礦泉水瓶中的水的質(zhì)量m_水=m₁-m₀，
瓶子中煤油的體積V_煤油=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$，
瓶子中煤油的質(zhì)量m_煤油=m₂-m₀，
煤油的密度ρ_煤油=$\frac{{m}_{煤油}}{{V}_{煤油}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$×ρ_水．
故答案為：（1）壓力一定，受力面積越小，壓力作用效果越明顯；海綿凹陷的程度；
（2）水從三個(gè)小孔中噴出來；深度；
（3）大氣壓的存在；
（4）$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$×ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題通過簡(jiǎn)單的礦泉水瓶，再配合其他器材，考查了四個(gè)物理學(xué)中重要的實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了物理與生活的聯(lián)系，設(shè)計(jì)較為巧妙．