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14.為了研究圓柱體浸入水中的過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)情況,某小組同學(xué)選用高度H、底面積S均不同的圓柱體A和B進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖所示,他們?cè)O(shè)法使柱體A逐步浸入水中,測(cè)量并記錄其下表面到水面的距離h及水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p,接著僅換用圓柱體B重新實(shí)驗(yàn),并將全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中(實(shí)驗(yàn)中容器內(nèi)水均未溢出).
圓柱體實(shí)驗(yàn)序號(hào)h(米)p(帕)圓柱體實(shí)驗(yàn)序號(hào)h(米)p(帕)
A
H為0.4米
S為0.03米2
107000B
H為0.3米
S為0.05米2
707000
20.10720080.127400
30.20740090.187600
40.407800100.247800
50.507800110.308000
60.607800120.408000
(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3數(shù)據(jù)中p和h的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:同一柱體浸入水的過(guò)程中,當(dāng)h<H時(shí),p隨h的增大而增大.
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5與6或11與12數(shù)據(jù)中的p和h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是同一圓柱體浸入水的過(guò)程中,當(dāng)h≥H時(shí),P不隨h的改變而改變.
(3)由實(shí)驗(yàn)序號(hào)3與8或4與10的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,發(fā)現(xiàn)兩圓柱體浸入水的過(guò)程中,存在h不同而p相同的現(xiàn)象.若用圓柱體A、B進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),則當(dāng)圓柱體A下表面浸入在水中hA=0.3米,與圓柱體B下表面浸入水中hB=0.18米時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)ρ相同.

分析 本題的關(guān)鍵是對(duì)表格所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)題目的要求,尋找普遍性的規(guī)律,解答過(guò)程中要注意控制變量法的運(yùn)用,以及液體內(nèi)部壓經(jīng)規(guī)律等知識(shí)的相互聯(lián)系等.

解答 解:(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3或7、8、9、10數(shù)據(jù)中p和h的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:同一圓柱體浸入水的過(guò)程中,當(dāng)h<H時(shí),p隨h的增大而增大.
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5與6或11與12數(shù)據(jù)中p和h的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:同一圓柱體浸入水的過(guò)程中,當(dāng)h≥H時(shí),P不隨h的改變而改變;
(3)由實(shí)驗(yàn)序號(hào)3與8或4與10的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,發(fā)現(xiàn)兩圓柱體浸入水的過(guò)程中,h不同而p相同,
序號(hào)3中,SA=0.03m2,A的下表面到水面的距離hA=0.20m,
圓柱體A浸入水中的體積:VA浸=SAhA=0.03m2×0.20m=0.006m3
序號(hào)8中,SB=0.05m2,B的下表面到水面的距離hB=0.12m,
圓柱體B浸入水中的體積:VB浸=SBhB=0.05m2×0.12m=0.006m3
比較可知,VA浸=VB浸,此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p相等;
同理,計(jì)算實(shí)驗(yàn)序號(hào)4與10中兩圓柱體浸入水中的體積,也可以得到:當(dāng)兩圓柱體浸入水中的體積相等時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p相等.
由題意可知:SA=0.03m2,SB=0.05m2,已知hA=0.3m,
由上面的規(guī)律可知,當(dāng)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p相等時(shí),需滿足SAhA=SBhB
所以,hB=SAhASB=0.03m2×0.3m0.05m2=0.18m.
故答案為:(1)1、2、3;(2)同一圓柱體浸入水的過(guò)程中,當(dāng)h≥H時(shí),P不隨h的改變而改變;(3)0.18.

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,要運(yùn)用好控制變量法和歸納法,能根據(jù)題目要求找出有用的信息,同時(shí)還要對(duì)信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算、分析與比較,最后得出具有普遍性的規(guī)律,有一定的難度.

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