小明和小华在做了“探究影响液体内部压强大小的因素”实验后,又做了课本上“WWW”中的小实验:在饮料瓶中灌满水,然后在瓶的a、b处各扎一个小孔(如图),观察发生的现象.
(1)他们发现从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大,你认为其中的原因是________.
(2)经过反复的试验,他们发现从小孔中射出的水流的射程s(从小孔处到落地点的水平距离OA)跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关.为了研究水流的射程s与h、H之间的关系,他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘,看到如图所示的现象,由此他们得出了结论:小孔距水面的深度h越大,水流的射程s越大.
你认为根据图示的现象能否得出上述结论?说明你的理由.
________(能/不能),理由是________.
(3)在实验中,需要测量水流的射程s,要求射程起点O的位置与a、b点在一条竖直线上,请你运用所学的物理知识帮助他们确定O点的位置(写出具体的方法和原理).
方法:________原理:________.
(4)他们在实验中测得的数据如表所示:
| 实验序号 | 小孔高度H/m | 小孔深度h/m | 小孔深度的平方根/ | 小孔深度的平方h2/m2 | 水流射程s/m |
| 1 | 0.36 | 0.040 | 0.20 | 1.6×10-3 | 0.24 |
| 2 | 0.36 | 0.090 | 0.30 | 8.1×10-3 | 0.36 |
| 3 | 1.0 | 0.16 | 0.40 | 2.56×10-2 | 0.80 |
| 4 | 1.0 | 0.25 | 0.50 | 6.25×10-2 | 1.0 |
| 5 | 1.0 | 0.36 | 0.60 | 1.30×10-1 | 1.2 |
试题答案
解:(1)从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大小孔b处受到水的压强大于小孔a处受到水的压强小孔b处比小孔a处深.所以从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大,是因为液体深度增加,压强增大,导致水的流速增大.
(2)小孔中射出的水流的射程s跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关.探究 s 和 h 的关系时,保持 H 一定,没有控制 H 的不变,只改变 h,不能得出 s 和 h 的关系.
(3)根据重力的方向是竖直向下的,在a处吊一个重锤线,重锤自由下垂,可以使a、b、o在同一竖直线上.
(4)如实验3、4、5的数据,当H=1.0m时,=2,保持不变,如实验1、2的数据,当H=0.36m时,=1.2,保持不变.所以当小孔高度H一定时,水流射程s与成正比.
故答案为:(1)液体深度增加,压强增大,导致水的流速增大;
(2)不能;没有控制变量,没有控制H相同;
(3)在a处吊一个重锤线,可以使a、b、o在同一竖直线上;重力的方向总是竖直向下;
(4).
试题解析
液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关,液体越深,密度越大,液体压强越大.
在一个物理量受多个因素的影响时,探究物理量和其中一个因素的关系时,保持其他物理量不变,这种方法是控制变量法.
利用重力的方向总是竖直向下的,制成了重锤.
两个物理量的比值一定时,这两个物理量是成正比的.
点评:本题考查了液体压强大小的影响因素,重力的方向竖直向下的应用,如何用控制变量法研究物理问题,物理量之间的正反比关系.
本题综合性很强,尤其是根据实验数据分析流程和小孔深度的平方根的关系,学生不易找到,这是培养学生的数据处理的能力.
