Question

7．生活處處有物理，下面是小明利用吸管做的一些小實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖甲所示，飲料吸管一端做得很尖，其目的是為了增大對(duì)瓶蓋的壓強(qiáng)（或增大壓強(qiáng)）；
（2）如圖乙所示，用手堵住管口的上端，從水中提起吸管后發(fā)現(xiàn)吸管中有一段水柱，這是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔茫?br />（3）把長(zhǎng)約為12cm的飲料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口貼靠在A(yíng)管的上端，從B管右側(cè)向左吹氣，如圖丙所示，可以看到的現(xiàn)象是：吸管A中的水柱上升了，體現(xiàn)的物理知識(shí)是流體流速快的位置，壓強(qiáng)小；
（4）吸管的下端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來(lái)，制成一個(gè)吸管密度計(jì)，將其分別豎直放在不同液體中，靜止時(shí)如圖丁所示，該密度計(jì)在被測(cè)液體中漂浮（選填“懸浮”“漂浮”或“下沉”）；兩燒杯內(nèi)液體密度分別為ρ₁和ρ₂，由圖中可以判斷：ρ₁＜ρ₂；若該密度計(jì)兩次測(cè)量中排開(kāi)液體的質(zhì)量分別為m₁、m₂，則m₁=m₂．（后兩空選填“＜”“=”或“＞”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)壓強(qiáng)的定義式p=$\frac{F}{S}$知，當(dāng)壓力一定時(shí)，減小受力面積，從而增大壓強(qiáng)．
（2）兩端開(kāi)口的飲料管插入水中，管內(nèi)外水面上方受到大氣壓的作用，所以?xún)?nèi)外液面將保持相平，用手堵住口的一端，管內(nèi)水將在外界大氣壓的作用下不會(huì)掉下來(lái)；
（3）吸管和燒杯構(gòu)成連通器，吹氣之前，吸管內(nèi)和燒杯內(nèi)液面相平．
當(dāng)向B管吹氣時(shí)，A管上方的空氣流動(dòng)速度增大，壓強(qiáng)減小，A管下方壓強(qiáng)不變，A管內(nèi)的液體受到向上的壓強(qiáng)大，液面上升．
（4）密度計(jì)的質(zhì)量一定，在液體中受力平衡，受到的浮力總是等于重力，被測(cè)液體的密度越大，排開(kāi)液體的體積越小，浸入液體部分也越小，據(jù)此分析回答．

解答 解：（1）由公式p=$\frac{F}{S}$知，注射器的針頭做得很尖，是在壓力一定時(shí)，通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)的．
（2）當(dāng)用手指堵住上端開(kāi)口時(shí)，上端不再與大氣相通，下端受到大氣壓的作用，所以水不會(huì)從下端流出，吸管中有一段水柱．
（3）從B管右側(cè)向左吹氣，吸管A上方空氣的流速增大，壓強(qiáng)減小，A管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，液面上升．
（4）因?yàn)槊芏扔?jì)是一根兩端封閉即空心的，所以能使密度計(jì)浮在液體表面，為了使它保持豎直的漂浮，吸管的下端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來(lái)；
密度計(jì)的質(zhì)量一定，在液體中受力平衡，受到的浮力總是等于重力，被測(cè)液體的密度越大，排開(kāi)液體的體積越小，浸入液體部分也越小，由此可以判斷：ρ₁＜ρ₂；
該密度計(jì)兩次測(cè)量中排開(kāi)液體的質(zhì)量分別為m₁、m₂，因?yàn)槊芏扔?jì)漂浮，所以F_浮=G=G_排，
所以G_排1=G_排2，則m₁g=m₂g；即m₁=m₂；
故答案為：（（1）增大對(duì)瓶蓋的壓強(qiáng)（或增大壓強(qiáng)）；（2）大氣壓的作用；
（3）流體流速快的位置，壓強(qiáng)小；（4）漂浮；＜；=．

點(diǎn)評(píng) 此題考查大氣壓的綜合應(yīng)用、流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系、物體浮沉條件及其應(yīng)用，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，密度計(jì)是物體的沉浮條件的實(shí)際應(yīng)用，要結(jié)合阿基米德原理和沉浮條件分析有關(guān)問(wèn)題：放入不同的液體，液體密度越大，排開(kāi)體積越小，類(lèi)似現(xiàn)象：輪船從江中駛?cè)氪蠛＃?/p>