Question

7．把一段圓臺(tái)形管的下端用一塊塑料片蓋住，然后浸入水中，使水不能進(jìn)入，如圖所示，如果將100g水緩緩倒入管內(nèi)，塑料片剛好脫落，如果輕輕放入100g砝碼，塑料片能下落（填“能”或“不能”），如果倒入100g酒精，塑料片不能下落，如果倒入100g水銀，塑料片能下落．

Answer 1

分析 薄片之所以不會(huì)下落是因?yàn)槭艿剿畬?duì)它向上的壓力，由圖可看出，容器上寬下窄，100g水對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力F_向下=F_水=ρ_水g•h_水S；
只要放入的物體所產(chǎn)生的壓力大于筒內(nèi)100g水對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力，薄片就會(huì)下落，否則塑料片不會(huì)下落，據(jù)此判斷即可．

解答 解：由于有100g水（重1N）慢慢注入管中時(shí)，塑料片剛好脫落，
設(shè)圓臺(tái)形管的下口面積為S，注入水深h，
則塑料片剛好脫落時(shí)水對(duì)薄片向下壓力為：F_向下=F_水=p_水S=ρ_水g•h_水S；
由于圓臺(tái)形管的上口粗、下口細(xì)，則：h_水S＜V_水，
所以，F(xiàn)_向下＜G_水；
（1）當(dāng)換成100g的砝碼（重為1N）時(shí)，由于m_砝碼=m_水，則G_砝碼=G_水，
則砝碼對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力F_砝碼=G_砝碼=G_水，
所以，F(xiàn)_向下＜F_砝碼，
即：100g砝碼對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力大于100g水對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力，薄片能下落．
（2）若是圓柱體的容器，分別加入100g的水和酒精時(shí)，由于m_水=m_酒精，ρ_酒精=0.8ρ_水，
那么V_酒精=1.25V_水，h_酒精=1.25h_水；
當(dāng)是如圖給出的容器形狀時(shí)（上粗下細(xì)），那么，h_酒精＜1.25h_水；
100g酒精產(chǎn)生的壓力：F_酒精=p_酒精S=ρ_酒精gh_酒精S=0.8ρ_水gh_酒S＜0.8ρ_水g•1.25h_水S=F_水，
即：100g酒精產(chǎn)生的壓力小于100g水對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力，薄片不能下落．
（3）若是圓柱體的容器，分別加入100g的水和水銀時(shí)，由于m_水=m_水銀，ρ_水銀=13.6ρ_水，
那么V_水銀=$\frac{1}{13.6}$V_水，h_水銀=$\frac{1}{13.6}$h_水；
當(dāng)是如圖給出的容器形狀時(shí)（上粗下細(xì)），那么，h_水銀＞$\frac{1}{13.6}$h_水，
100g水銀產(chǎn)生的壓力：F_水銀=p_水銀S=ρ_水銀gh_水銀S=13.6ρ_水g•h_水銀S＞13.6ρ_水g•$\frac{1}{13.6}$h_水S=F_水，
即：100g水銀產(chǎn)生的壓力大于100g水對(duì)薄片產(chǎn)生的壓力，薄片能下落．
故答案為：能；不能；能．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物體所受液體壓力的情況，知道容器形狀不同，液體對(duì)容器底所產(chǎn)生的壓力不同，所以能夠判斷出水的重力與其對(duì)塑料片壓力的關(guān)系是關(guān)鍵．