问题标题:
【(2013•闸北区二模)某小组同学通过实验研究实心圆柱体(圆柱体密度大于液体密度)浸入液体的过程中,圆柱形容器中液体对容器底面压强的变化情况.如图所示,他们将高H为0.10米的圆】
问题描述:
(2013•闸北区二模)某小组同学通过实验研究实心圆柱体(圆柱体密度大于液体密度)浸入液体的过程中,圆柱形容器中液体对容器底面压强的变化情况.如图所示,他们将高H为0.10米的圆柱体挂在绳子下面,逐步改变其下表面到液面的距离h,用仪器测出液体对容器底面的压强p,将h和p记录在表一中.然后,他们变换液体重复实验,将数据记录在表二中.为进一步研究p和h的关系,他们计算了相邻两次实验中h及p的变化量△h和△p,并将结果分别记录在表一和表二的后二列中.(已知ρ1>ρ2,容器足够深,液体不溢出.)
表一(液体密度为ρ1)
1 | -0.02 | 1000 | 0.0l0
2 | -0.01 | |
3 | 0 | 1000 | 0.01100
4 | 0.0l | 1100 |
5 | 0.02 | 1200 | 0.02200
6 | 0.04 | 1400 |
7 | 0.05 | 1500 | 0.03300
8 | 0.08 | 1800 |
9 | 0.10 | 2000 | 0.040
10 | 0.14 | 2000 |
11 | -0.02 | 800 | 0.0l0
12 | -0.0l | 800 |
13 | 0 | 0.0l80 |
14 | 0.0l | 880 |
15 | 0.02 | 960 | 0.02160
16 | 0.04 | 1120 |
17 | 0.05 | 1200 | 0.03240
18 | 0.08 | 1440 |
19 | 0.10 | 1600 | 0.040
20 | 0.14 | 1600 |
②分析比较实验序号4、5、6、7与8或14、15、16、17与18等数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体浸入同种液体的过程中,______.
③请进一步综合分析表一、表二中的相关数据,并归纳得出结论.
(a) 分析比较实验序号3~8或13~18中△p和△h的数据及相关条件,可得到初步结论:______.
(b) 分析比较实验序号3~8和13~18中△p和△h的数据及相关条件,可得到初步结论:______.
④他们继续分析实验序号9和10或19和20数据及相关条件,发现圆柱体浸入液体后,当h大于______时,压强p不再随h而变化.
虎仿超回答:
①观察实验序号1、2的两次实验可以看出,△p的变化量为0,说明压强的大小没有变化,因此,序号2与序号1的压强p是相同的,即1000帕;
观察实验序号13、14的两次实验可以看出,△p的变化量为80帕,因此,序号13的压强值应该是880帕-80帕=800帕.
②分析比较实验序号4、5、6、7与8或14、15、16、17与18等数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体浸入同种液体的过程中,液体对容器底面的压强随着圆柱体浸入液体中的深度的增大而增大.
③综合分析表一、表二中的相关数据,并归纳得出结论:
(a)分析比较实验序号3~8或13~18中△p和△h的数据及相关条件,计算△p与△h的比值进行比较,可得到初步结论:在圆柱体没有全部浸没液体中之前,在圆柱体浸入同种液体过程中,△p与△h的比值是一个定值;
(b)分析比较实验序号3~8和13~18中△p和△h的数据及相关条件,同样计算△p与△h的比值进行比较,可得到初步结论:在圆柱体没有全部浸没液体中之前,在圆柱体浸入不同种液体过程中,△p与△h的比值是不同的,液体密度越大,比值越大.
④分析实验序号9和10或19和20数据及相关条件,发现圆柱体浸入液体后,当h大于0.1m时,压强p不再随h而变化,这是因为圆柱体的高度为0.1m,说明此时圆柱体已完全浸没在液体中,排开液体的体积不再变化.
故答案为:①1000; 800;
②液体对容器底面的压强随着圆柱体浸入液体中的深度的增大而增大.
③(a)在圆柱体没有全部浸没液体中之前,在圆柱体浸入同种液体过程中,△p与△h的比值是一个定值.
(b)在圆柱体没有全部浸没液体中之前,在圆柱体浸入不同种液体过程中,△p与△h的比值是不同的,液体密度越大,比值越大.
④0.1米.
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