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文档简介
重难点05压强和简单机械重点实验
<1
点蓄题趋势
实验考点三年考情分析2025考向预测
.压力作用效果与压力的关系(2024•宿迁)(2)
探究压力11.切割叠加问题
2.压力作用效果与受力面积的关系(2023•徐州)(2)
作用效果2.增大或减小压强的方法
3增.大或减小压强的方法(2023•泰州)(2)
与哪些因3.p=F/S的灵活运用
4压.强公式应用
素有关
4.探究压力作用效果的影响因素
1.液体压强与深度的关系(2024•南京)(4)L连通器原理:
探究液体.液体压强与液体密度的关系(•淮安)()
2202452.液体压力与容器形状:
压强与哪3.液体压强与方向的关系(2024•南通)(4)
3与浮力结合的综合计算题
些因素有4.U形管两侧液面高度差反映液体压强(2024•宿迁)(5)
4.验证液体压强与深度、密度的
关大小
关系
5.检查U形管压强计气密性
1.大气压强的存在(2024•南通)(2)1.大气压的存在与测量
.大气压强与压力的计算(•徐州)()
2202422.生活现象解释:
大气压的3.流体压强与流速的关系(2024•苏州)(2)
3.托里拆利实验变式
估测4.关键操作:排尽空气和拉力测量(2024•无锡)(2)
.流体压强与流速关系
5.误差来源:残留空气和摩擦4
6.改进方法:林增强密封性和减小摩擦
1.平衡条件:尸必=6乙及应用(2024•淮安)(4)1.杠杆五要素与作图
.关键操作:调节平衡螺母、力臂测量(2024•南京)(2)
探究杠杆22.动态平衡分析
3.误差来源:杠杆未水平、力臂不准确、(2024•宿迁)(7)
的平衡条3.实验设计与误差分析
件杠杆自重。
.最小力问题
4.数据处理:图像分析4
重难诠释
【题型解读】
1.影响压力作用效果的因素
•选择题:增大/减小压强的方法
•填空题:压力与压强的区别
•实验题:探究压力作用效果与压力大小、受力面积的关系
•计算题:规则物体切割后对地面压强的变化、注意单位换算
2.影响液体压强大小的因素
・选择题:液体压强与深度、密度的关系、连通器与流体力学
•填空题:不同形状容器中液体压力与重力的关系、流体压强与流速的关系
•实验题:压强计气密性检查、液面高度差分析
3.大气压的估测
•选择题:大气压的存在(生活应用)、流体压强与流速的关系
•填空题:托里拆利实验(水银柱高度与外界气压的关系)、气压与沸点关系
•实验题:注射器法测大气压
・计算题:高压锅限压阀的气压计算
4.杠杆的平衡条件
・选择题:杠杆转动过程中力臂变化及最小动力的求解
•作图题:生活工具中和异形杠杆的正确标注力臂、最小力问题
•实验题:杠杆平衡条件的实验验证与误差分析
•计算题:杠杆平衡条件的应用
【知识必备】
1.影响压力作用效果的因素
压强:物体单位面积上受到的压力(p=FS),单位:帕斯卡(Pa)o
压力与重力的区别:压力不一定等于重力,只有物体在水平面且不受其他外力时,F=G增大/减小压强
的方法:
增大:增大压力或减小受力面积(如刀刃、针尖)。
减小:减小压力或增大受力面积(如书包带宽、履带)
实验探究:
控制变量法:探究压力作用效果与压力大小、受力面积的关系(如海绵凹陷实验)。
易错点:混淆压力与重力;忽略受力面积的变化(如切割叠加问题)
计算题解题思路
步骤:先求压力(F=G或根据受力分析),再用p=FS计算。
规则物体(如正方体、圆柱体):可用p=pgh简化计算(仅限直柱形物体)
固体压强实验:用海绵或硬纸片观察形变,需多次实验验证普遍性
2.影响液体压强大小的因素
特点与公式
公式:p=pgh,适用于静止液体,与容器形状无关。
特点:同一深度,各方向压强相等;压强与液体密度、深度成正比
连通器原理:上端开口、底部连通的容器,静止时各容器液面相平(如茶壶、锅炉水位计)
液体压力与容器形状
口大底小容器:液体对容器底的压力小于液体重力。
口小底大容器:液体对容器底的压力大于液体重力
实验与计算
U形管压强计:测量液体内部压强,需检查气密性,液面高度差反映压强大小。
综合计算:结合浮力分析(如冰块漂浮时容器底部压强变化)
液体压强实验:U形管压强计需调整探头方向,验证同一深度各方向压强相等
3.大气压的估测
存在与测量
存在证据:马德堡半球实验、覆杯实验、吸盘挂钩。
托里拆利实验:测得标准大气压po=76cmHg=1.01xl05Pa。
注意事项:玻璃管需灌满水银,倾斜时水银柱高度不变但长度变长
影响因素
海拔:海拔越高,大气压越低(每上升10m,约降低lOOPa)o
沸点与气压:气压增大,沸点升高(如高压锅)
流体压强与流速
伯努利原理:流速大的地方压强小(如飞机机翼、火车安全线)
4.杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件
平衡状态:杠杆静止或匀速转动时,称为杠杆平衡。
公式:动力x动力臂=阻力x阻力臂,即BL】=F2L2
杠杆的分类与实例
省力杠杆:
特点:动力臂>阻力臂(Li>L2),省力但费距离。
实例:撬棍、锄刀、羊角锤、开瓶器
费力杠杆:
特点:动力臂<阻力臂(J<L2),费力但省距离。
实例:钓鱼竿、银子、理发剪刀、筷子
等臂杠杆:
特点:动力臂=阻力臂(Li=L2),既不省力也不费力。
实例:天平、定滑轮
实验探究:杠杆平衡条件
关键注意事项:
实验前调节平衡螺母,实验中不可再调。
钩码重力方向竖直向下,力臂与杠杆刻度线重合。
弹簧测力计倾斜时,力臂需重新计算
【重难解读】
1.影响压力作用效果的因素
压力与压强的区别
压力:垂直作用于物体表面的力,方向总是垂直于接触面,不一定等于重力(如斜面上的物体压力小
于重力)
压强公式:p=/FS,需注意:
受力面积是实际接触面积,而非物体的底面积(如正方体侧放时受力面积减小)
易混淆场景:叠加物体时,需分步计算总压力与总接触面积(如砖块平放与侧放时的压强变化)
动态平衡问题
切割或叠加物体时,压强的变化需结合公式分析:
切割后剩余部分对地面的压强可能增大或减小,取决于切割方式(如沿高度切割会减少受力面积)
口诀:“压力大小看受力,压强大小看面积”
2.影响液体压强大小的因素
公式的特殊性
液体压强公式:p=pgh,仅与液体密度和深度有关,与容器形状、液体体积无关
易错点:
误认为容器形状影响压强(如口大底小的容器中,液体对底部的压力可能小于液体总重力)
深度计算:从液面到某点的竖直距离,即使容器倾斜,仍按最高液面计算(如U形管中液面高度差反
映压强)
压力与重力关系的误区
液体对容器底的压力:需先通过p=pgh计算压强,再通过F=pS计算压力,不一定等于液体重力(容器
形状影响压力大小)
典型例题:正放与倒置的矿泉水瓶中,水对瓶底和瓶盖的压力不同,需结合公式分析
液体压强实验(U形管压强计)
关键操作:调节液面高度差前需检查气密性(按压橡皮膜观察液面变化)
误差分析:探头若接触容器底部,数据会失真;倾斜时需重新计算液面高度差
3.大气压的估测
托里拆利实验的细节
实验误差:若玻璃管混入空气,测得的大气压值会偏小;若管倾斜,水银柱长度增加但高度差不变
标准大气压值:1.01x105pa,相当于76cm高水银柱产生的压强
大气压的应用与现象
吸管吸饮料:依赖大气压与口腔内气压差,而非“吸力”
高压锅原理:增大气压使水的沸点升高,缩短烹饪时间
海拔影响:每升高10m,大气压降低约lOOPa,高原地区沸点降低
估测大气压实验(注射器法)
公式:p=F/S,需测量拉力FF和活塞面积S(通过注射器容积和长度计算)
误差来源:注射器摩擦或漏气导致结果偏小,需涂抹润滑油或多次测量
流速大的位置压强小,解释两船并行相撞、飞机升力产生等现象
实验验证:用纸片模拟机翼上下表面流速差异,观察纸片被“吸起”的现象
4.杠杆的平衡条件
力臂的理解与作图
难点:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,而非支点到作用点的距离。
高频错误:将支点到作用点的线段误认为力臂。
解题技巧:
步骤口诀:”一找支点,二画作用线,三作垂线段,四标符号L”。
实例分析:若动力作用线未通过支点,需反向延长力的作用线后再作垂线(如钓鱼竿的阻力臂)。
实验探究
调节杠杆水平平衡的目的:消除杠杆自重对实验的影响,便于直接读取力臂。
多次实验的目的:避免偶然性,得出普遍结论。
弹簧测力计倾斜时的数据处理:拉力大小需结合力臂实际长度计算
易错点:实验过程中调节平衡螺母
杠杆平衡条件的动态分析
难点:杠杆转动时,力臂变化导致动力/阻力的变化。
典型例题:
人站在逐渐倾斜的跷跷板上时,动力臂减小,动力需增大才能维持平衡。
用弹簧测力计斜拉杠杆时,拉力的力臂小于测力计到支点的距离(需用几何关系计算)。
口诀:“力臂变,力必变;平衡条件定方向”。
最小动力问题
方法:找到最大动力臂(支点到最远作用点的连线),动力方向垂直于该力臂。
中考题型:给出杠杆和阻力,要求画出最小动力的方向(如撬石头时动力作用点的选择)。
实例:若支点在杠杆一端,最小动力的作用点应在杠杆另一端,方向垂直于支点与该点的连线。
-------------------h
限时提升练
选择题(共9小题)
1.(2023•徐州)下列实例中,属于减小压强的是()
A.篆刻刀的锋利刀口
B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头
D.压路机质量很大的碾子
【答案】B
【解析】解:A、篆刻刀的锋利刀口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不合题意。
B、骆驼的宽大脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意。
C、注射器的尖锐针头,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不合题意。
D、压路机质量很大的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故D不合题意。
故选:Bo
2.(2023•泰州)下列事例中,能增大压强的是()
A.载重汽车装有许多车轮
B.压路机的碾子质量很大
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
【答案】B
【解析】解:A、载重汽车装有许多车轮可以增大受力面积,在压力一定时,增大受力面积可以减小压
强,故A不符合题意;
B、压路机的碾子质量很大,重力很大,对路面的压力越大,在受力面积一定时,增大压力可以增大压
强,故B符合题意;
C、滑雪板与雪地接触面积较大,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强,故C不符合题意;
D、背包用较宽的背带,增大了受力面积,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强,故D不符合题
后、O
故选:Bo
3.(2022•常州)有市民在湿地劳动时不慎陷入淤泥无法脱身,救援者将宽大的木板平绑在鞋底,顺利走
到受困者身边,如图所示。受困者的质量为50kg、对淤泥的压强为pi,救援者连同木板的总质量为80kg、
对淤泥的压强为P2,淤泥处处相同,则()
A.pi<p2B.pi>p2
C.P1=P2D.数据不全,无法比较
【答案】B
【解析】解:由图可知,受困者比救援者对淤泥的作用效果明显,所以受困者比救援者对淤泥的压强大,
即pi>p2。
故选:Bo
4.(2024•徐州)我国南北朝时期成书的《关尹子•九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则
水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于()
A.重力的作用B.摩擦力的作用
C.浮力的作用D.大气压的作用
【答案】D
【解析】解:瓶上有两个小孔,两个小孔都不闭住时,瓶内、外气压相等,水在重力的作用下流出来;
闭住一个小孔时,会使瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下,水就流不出来了,故D符合题意。
故选:D。
5.(2024•南通)公元前4世纪,亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点,即自然界不存在真空,如
果有真空的话,就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象
可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是()
①用吸管“吸”饮料;
②两船并行相“吸”碰撞;
③两光滑铅块压紧后“吸”住;
④抽水机只能将水“吸”到约10米高。
A.①和②④B.④和②③C.①和①④D.④和①③
【答案】C
【解析】解:亚里士多德和托里拆利的观点,是说明大气存在压强。
①用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,也可以说明吸管内是
真空,下方的饮料来填补吸管内的真空部分,故①符合题意;
②当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压,造成相吸相撞,
利用的是流体压强和流速的关系,故②不符合题意;
③两光滑铅块压紧后“吸”住,说明分子之间存在引力,故③不符合题意;
④一标准大气压能支持水柱的高度约为10m,抽水机只能将水“吸”到约10米高,说明大气压的存在,
故④符合题意。
综上可知,①④符合题意。
故选:Co
6.(2024•苏州)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是()
A.便吹气时纸条向上B.■■一用吸管喝水
【答案】B
【解析】解:A、沿水平方向吹纸条,纸条上方的空气流速大压强小,纸条下方的空气流速小压强大,
纸条受到向上的压力差,纸条会向上飘起,故A不符合题意;
B、用吸管喝水,吸出管内空气,压强减小,在大气压的作用下,水进入口中,利用大气压工作的,故B
符合题意;
C、在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气,硬币上方的空气流速大于下方的空气流速,则硬币
上方的气体压强小于下方的气体压强,硬币受到向上的压强差,所以硬币能飞入盘中,故C不符合题意;
D、从漏斗口向下用力吹气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大;吸
气时,乒乓球上方空气压强小,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,
故D不符合题意。
故选:Bo
7.(2024•镇江)小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡,此时弹簧测力
计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是()
A.钩码的数量适当增加
B.钩码的位置适当左移
C.弹簧测力计转到图中虚线位置
D.弹簧测力计位置适当向左平移
【答案】D
【解析】解:由题意可知,发现弹簧测力计示数稍稍超过量程,说明动力偏大,则为了完成实验,应减
小动力;
A、若钩码的数量适当增加,阻力变大,阻力X阻力臂变大,动力臂不变,则由杠杆平衡条件可知需要
的动力会更大,故A不符合题意;
B、钩码的位置适当左移,阻力臂变大,阻力X阻力臂变大,动力臂不变,则由杠杆平衡条件可知需要
的动力会更大,故B不符合题意;
C、弹簧测力计转到图中虚线位置,动力臂变小,阻力X阻力臂不变,则由杠杆平衡条件可知需要的动
力会更大,故C不符合题意;
D、弹簧测力计位置适当向左平移,动力臂变大,阻力义阻力臂不变,则由杠杆平衡条件可知需要的动
力会变小,故D符合题意。
故选:D。
8.(2024•南通)钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景,你认为最合理的拉起鱼竿的方式是()
【答案】C
【解析】解:由图示可知,钓鱼竿在使用过程中,支点在钓鱼竿的下端,动力臂小于阻力臂,属于费力
杠杆;当动力F与钓鱼竿垂直时,动力臂最大,而阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,此时动
力最小,即最合理,故ABD错误,C正确。
故选:Co
9.(2024•连云港)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是()
【解析】解:A、托盘天平属于等臂杠杆,故A错误;
B、钢丝钳属于省力杠杆,故B错误;
C、开瓶扳手属于省力杠杆,故C错误;
D、筷子属于费力杠杆,故D正确;
故选:D。
填空题(共6小题)
10.(2024•无锡)生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在平整
(选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2X10-31n2,外界大气压
为lXl()5pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为200N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对
它竖直向上的摩擦力。
【答案】平整;200;摩擦力。
【解析】解:(1)使用时排尽吸盘内的空气,吸附在平整的墙面上,以防止气体进入吸盘里产生大气压
强;
(2)排尽空气后的吸盘受到的大气压力为:F=PS=lX105PaX2X10-3m2=200N;
(3)吸盘挂钩有往下掉的趋势,它不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。
故答案为:平整;200;摩擦力。
11.(2024•泰州)如图所示是国内某汽车公司研制的电动飞行汽车。汽车外壳采用碳纤维材料打造,这是
因为碳纤维具有硬度大和密度小的物理属性,能确保车身的坚固性和轻量化;飞行汽车的外观为流
线型,可以减小汽车高速飞行时受到的阻力,还能使汽车获得空气的升力。
【答案】硬度;升。
【解析】解:碳纤维具有硬度大和密度小的物理特性,可以确保车身的坚固性和轻量化;
飞行汽车的外观为流线型,高速行驶时,汽车上方的空气流速大,下方的空气流速小,上方的压强小于
下方的压强,汽车在空气压强差的作用下获得向上的升力。
故答案为:硬度;升。
12.(2024•常州)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、
乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为p甲,液体对试管底部的压强为p甲,乙试管内
的液体密度为P乙,液体对试管底部的压强为P乙,则P甲<P7、,P甲<P7,。
【解析】解:甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,则甲试管竖直后,液体长度不变、高度将大于乙试
管,故甲试管液体体积大于乙试管液体体积。
根据2=写得知,质量相同时,液体密度与体积成反比,故甲试管液体密度小于乙试管液体密度。
根据液体压强公式p=pgh得知,深度相同时,底部所受压强与液体密度成正比,故甲试管液体压强小于
乙试管液体压强。
故答案为:<;<o
13.(2024•扬州)如图所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,
水对容器底部的压强分别为PA和PB,则PA=PB;已知B容器底面积为50cm2,总重为8N,B容器
对桌面的压强为1600Pa;将压强计橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的
高度差分别为AhA和AhB,多次实验发现AhA均小于AhB,该现象产生的原因是将压强计橡皮膜放
V
入水中同一深度,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于SA>SB,根据AH=W避可知,两容器
中水面升高高度关系AHA<AHB,因此压强计橡皮膜放入A、B两容器中水中后,橡皮膜在A容器中
水深度小于在B容器中的水深度,由p=pgh可知,橡皮膜在A容器水中所受压强小于在B容器水中所
受压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体压强,高度差大,压强越大,故U形管两边液
面的高度差AhA小于△hB。
【答案】=;1600;将压强计橡皮膜放入水中同一深度,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于SA
V
>SB,根据AH=专蟹可知,两容器中水面升高高度关系AHA<AHB,因此压强计橡皮膜放入A、B
两容器中水中后,橡皮膜在A容器中水深度小于在B容器中的水深度,由p=pgh可知,橡皮膜在A容
器水中所受压强小于在B容器水中所受压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体压强,高
度差大,压强越大,故U形管两边液面的高度差AhA小于AhB。
【解析】解:根据液体压强公式p=pgh可知,液体密度相同,压强与深度有关,深度越深,压强越大,
因为两容器中水的深度相等,所以水对容器底部的压强关系为pA=pB;
已知B容器底面积SB=50cm2=5XlO^m2,容器对桌面的压力等于容器的重力,即FB=GB=8N,所以
B容器对桌面的压强PB=柴=---吗=1600Pa;
5x10m2
将压强计橡皮膜放入水中同一深度,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于SA>SB,根据△H=岑矍
可知,两容器中水面升高高度关系AHA<AHB,因此压强计橡皮膜放入A、B两容器中水中后,橡皮膜
在A容器中水深度小于在B容器中的水深度,由p=pgh可知,橡皮膜在A容器水中所受压强小于在B
容器水中所受压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体压强,高度差大,压强越大,故U
形管两边液面的高度差△hA小于△hB。
故答案为:=;1600;将压强计橡皮膜放入水中同一深度,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于
V"
SA>SB,根据AH=专蟹可知,两容器中水面升高高度关系AHA<AHB,因此压强计橡皮膜放入A、
B两容器中水中后,橡皮膜在A容器中水深度小于在B容器中的水深度,由p=pgh可知,橡皮膜在A
容器水中所受压强小于在B容器水中所受压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体压强,
高度差大,压强越大,故U形管两边液面的高度差AhA小于AhB。
14.(2024•泰州)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示,O点
为提纽处,若AO:BO=3:1,秤坨重150N,忽略秤杆重,杆秤平衡时,弓弦所受的拉力为450N;
为测出弓弩的最大弹力,应逐渐增加弓下方所挂重物的重力,再将秤蛇悬挂点逐渐远离(靠近/远
离)O点。
【答案】450;远离。
【解析】解:该杆秤测量的最大弹力为:FILI=F2L2,代入数据:150NXOA=F2><OB,
解得:F2=450N;
由杠杆的平衡条件是:FILI=F2L2知,即FIXOA=F2XOB,由题意知,秤坨Fi、OB不变,若增大所
挂重物的重力F2,则需增大OA,
即将秤坨悬挂点逐渐远离O点。
故答案为:450;远离。
15.(2024•苏州)健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向
后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是变小。若要增加训练强度,应将配重盘向
【答案】故答案为:变小;a。
【解析】解:人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,动力臂不变,阻力大小等于物体
的重力,即阻力不变,由图可知转动过程中阻力臂会变小,根据杠杆的平衡条件知,拉力会变小;若要
增加训练强度,应将配重盘向a端移动,增大阻力臂。
故答案为:变小;a。
三.作图题(共2小题)
16.(2024•徐州)如图所示,请画出撑开雨伞时,撑杆对伞骨作用力F的力臂1。
【解析】解:支点为O,从点O作力F作用线的垂线,支点到垂足的距离,即为力F的力臂1,如图所
小:
17.(2024•盐城)如图所示,画出用起子撬图钉的动力F1的力臂h。
O♦Fi
【答案】
【解析】解:延长F1画出动力的作用线,过支点0向F1的作用线画垂线,垂线段就是动力的力臂L1,
如图所示:
四.实验探究题(共5小题)
18.(2024•南通)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的高度差能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中
液面不发生变化,说明装置漏气;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是p水和p盐水,贝UP水<
Pit水,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是没有控制深度相同。
【答案】(1)高度差;装置漏气;(2)<;没有控制深度相同
【解析】解:(1)在探究液体内部压强与液体密度关系时,通过U形管两边液面的高度差来显示压强
大小,这是转换法的应用;
使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中液面不发生变化,说明装置漏气;
(2)由图可知,两次实验U形管中液面的高度差关系为Ahi<Ah2,则金属盒的橡皮膜受到的液体压强
关系为p水Vp盐水;
探究液体内部压强与液体密度的关系时,应控制压强计的金属盒在不同液体中的深度相同,由图可知,
压强计的金属盒在盐水中所处的深度大于在水中所处的深度,即没有控制深度相同,所以不能得出液体
压强与液体密度的关系。
故答案为:(1)高度差;装置漏气;(2)<;没有控制深度相同。
19.(2024•南京)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中:
(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度和U形管内的液面
高度差;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的
实验现象是金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度差越大。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究液体密度对液体内部压强的影响。
【答案】(1)U形管内的液面高度差;(2)方向;(3)金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度
差越大;(4)液体密度。
【解析】解:(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度和U形
管内的液面高度差;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的
实验现象是金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度差越大。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究液体密度对液体内部压强的影响。
故答案为:(1)U形管内的液面高度差;(2)方向;(3)金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高
度差越大;(4)液体密度。
20.(2024•淮安)在“探究杠杆平衡条件”实验中:
1
(1)请在图甲中画出Fl的力臂11。
(2)F2的力臂12为10.0cm。当F2的大小为1N时,F1竖直向上拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,
F1=0.5N,
(3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤(自重不计),如图乙所示。要想增大杆秤的测量范围,你有
哪些方法?换用质量更大的秤量(写出一种方法即可)。小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的,请你
nA
通过推理证实。根据杠杆平衡条件可得:mig・OA=m2g・OB,则有:OB=『?nii,因为OA和m2
m2
均为定值,所以OB和mi成正比,所以制作的杆秤刻度是均匀的(写出推理过程,涉及的物理量用图
中字母表示)。
【答案】(1)
(2)10.0;0.5;
(3)①换用质量更大的秤此;
n/\
②根据杠杆平衡条件可得:mig-OA=m2g«OB,则有:OB=善?因为OA和m2均为定值,所以
OB和mi成正比,所以制作的杆秤刻度是均匀的。
【解析】解:(1)过支点O作力FI作用线的垂线段即为力臂11,作图如下:
(2)由图甲可知,F2的力臂12=10.0cm=0.1m;
当F2的大小为IN时,F竖直向上拉杠杆,此时F的力臂h=20.0cm=0.2m,
根据杠杆平衡条件Fili=F212,FI大小为:&==1“弁加=0.5N;
(3)①要想增大杆秤的测量范围,可以换用质量更大的秤坨,根据杠杆平衡条件,两力臂不变,秤坨重
力变大,对秤杆的拉力变大,即动力变大,那么阻力会变大,即称量的物体重力变大,则杆秤的测量范
围变大;
nA
②根据杠杆平衡条件可得:mig・OA=m2g・OB,则有:OB=—?m,
m2t
因为OA和m2均为定值,所以OB和mi成正比,所以制作的杆秤刻度是均匀的。
故答案为:(1)略;(2)10.0;0.5;(3)①换用质量更大的秤蛇;
nA
②根据杠杆平衡条件可得:mig«OA=mg.OB,则有:0B因为OA和m2均为定值,所以
2m2
OB和mi成正比,所以制作的杆秤刻度是均匀的。
21.(2024•盐城)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验
展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气压强的关系。
【收集证据】
压强
传感器
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两
端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止橡胶管漏气。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子夹住连接注射器和三通
玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出注射器,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图象。
【交流结论】
(1)若小气球半径Rl=2cm,大气球半径R2=4cm,则它们相连通后空气将向半径大的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有三种。
【答案】【明确思路】压强;
【收集证据】(1)橡胶管漏气;(2)夹住;(3)注射器;
【交流结论】(1)大;(2)三。
【解析】解:【明确思路】空气该如何流动?取决于气体压强,空气由压强大的位置流向压强小的位置。
【收集证据】
(1)用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,是为了防止橡胶管漏气;
(2)充气结束后立刻用夹子夹住连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,防止气球内的空气跑出;
(3)解开其中一根细线,是解开注射器这边的细线,拔出注射器,是为了用注射器再次吸取一定体积的
空气;
【交流结论】
(1)由图象可知,球的半径为2cm时的压差大于4cm时的压差(即半径为2cm的气球内部气压较大),
因空气由压强大的位置流向压强小的位置,所以它们相连通后空气将向半径大的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通;由图乙可知,有可能半径小的气球内部气压大,
则此时空气从半径小的气球流向半径大的气球;也可能半径小的气球内部气压小,则此时空气从半径大
的气球流向半径小的气球;还可能两球内部气体压强相同,则此时空气不流动,所以空气流动可能发生
的情况有3种。
答案为:【明确思路】压强;
【收集证据】(1)橡胶管漏气;(2)夹住;(3)注射器;
【交流结论】(1)大;(2)三。
22.(2024•宿迁)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,应将平衡螺母向右调节,把铅垂线放置于O点,
从正前方观察,当零刻度线与铅垂线重合(选填“重合”或“垂直”)时,即杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,需要在B点挂上2个钩码,杠杆将在水平位置平衡,再次在其两边各加上一个
钩码,杠杆右侧会下降;
(3)多次实验,记录的数据如下表,可得Fi、F2、LI、L2之间的关系是:FILI=F2L2;
实验序号动力F1/N动力臂Li/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
11.06.02.03.0
21.54.03.02.0
32.02.04.0
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