问题标题:
(2014•黄浦区二模)(1)如图(a),两个相同密闭盛水容器装有相同水位的水,现从它们顶部各插入一根两端开口的玻璃管,A容器中的玻璃管下端在水面上方,B容器中的玻璃管下端插入
问题描述:
(2014•黄浦区二模)(1)如图(a),两个相同密闭盛水容器装有相同水位的水,现从它们顶部各插入一根两端开口的玻璃管,A容器中的玻璃管下端在水面上方,B容器中的玻璃管下端插入水中,打开容器底部的阀门后两容器均有水流出,在开始的一段时间内,水流流速很快减小的是容器______(选填“A”或“B”).
(2)为了进一步验证水流速度与水面上方空气的压强有关,某同学设计了如图(b)所示装置,由阀门K2控制、位于容器底部的出水小孔水平,利用阀门K1可以改变并控制密闭容器水面上方气体压强p,并通过传感器测得其数值;利用平抛运动的知识可以测得K2刚打开时水流的初速度v0.
在保持容器内水位深度为0.2m的情况下,用测出的p和对应v02的数据绘出的图象如图(c)所示.根据该图象,可以得到:在该实验中,水面上方气体压强p(Pa)和水流初速度v0(m•s-1)在数值上满足的关系为p=______,实验时外界大气压强为______×105Pa(小数点后保留两位).(已知水的密度为1.0×103kg/m3,重力加速度取10m/s2)
满海鸥回答:
(1)A容器中液体流速取决与容器底部管口与液面的压强差,B图中随着液面与容器底部高度差的减小,流水逐渐变慢.而A容器中压强差等于玻璃管底部与容器底部的高度差,故开始时液体流速不变,类似输液器.
故选:B;
(2)从图象c看出p-v02的关系式为:p=1000v02+1.0×105Pa;
当上部为一个大气压时,水流的初速度仅有自身的压强产生,根据平抛运动规律有:
v02=2gh=2×10×0.2=4(m/s)2
带入上面的结论中,可得大气压强为:
p=1000×42+1.0×105Pa=0.16×105+1.0×105≈1.02×105Pa;
故答案为:(1)B;(2)1000v02+1.0×105Pa,1.02.
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