板会落下吗? 20

目的 演示重力相同,但密度不同的液体对圆台容器底部的压力。

原理 圆台体积V = 1 (S +

3 上 下

)h = m ,式中S

p

上 、S下

和h 分别表示圆台形液体的上、下底面积和(图 a),m 和p 表示液体的质量和密度。所以

ph =

液体对圆台形容器下底的压力F=P 下·S 下=pghS 下

3mgS

= 下

板会落下吗? 20 - 图1对质量相同,但密度不同的液体来说,m、g、S 下相同,但 S 上不同(密度 p 越大,S 上越大),所以密度越大的液体对圆台底的压力越小。

器材 自制压力演示器,水,氯化铜溶液,酒精,托盘天平,烧杯等。压力演示器的制作方法

材料:有机玻璃;螺丝 3 根(长 8cm),螺母 9 个,蜡线 1 根(长 15cm)。制作:(1)用有机玻璃制成无上下底的圆台(上底直径 3cm,下底直径 10cm,

板会落下吗? 20 - 图2高 8cm)和一块直径为 11cm 的圆板。圆板中心处钻一小孔,穿入蜡线打一结,能将圆板吊起。再用一小片有机玻璃,粘在圆板下面,将圆版小孔封住。选择一个大小适当的透明容器。在圆台侧壁上方打三个孔(互成 120°),用三根硬铁丝将圆台固定在透明容器中(图b)。

操作
  1. 拉住线头,使圆板封住圆台下底,在水槽中注入水,圆板被水压住,记下水面的位置(图c)。

  2. 用天平测出烧杯及烧杯中水的质量,将烧杯中水缓缓注入圆台内,使圆板刚好下落。测出注入水的质量。

  3. 倒掉水槽中的水,重复操作(1),使水面达到原来高度。

  4. 用天平测出氯化铜溶液的质量与操作(2)中注入水的质量相同,然后将氯化铜溶液缓缓注入圆台,圆板不会下落。

  5. 重复操作(3)、(4),将氯化铜溶液换成酒精,圆板在酒精未倒完前就下落

了。

注意
  1. 必须将圆台在水槽中固定牢。

  2. 圆板与圆台下底之间不能漏水,可将圆台底磨平,圆板平面磨毛。说明

    如果将圆台倒置演示,结论正好相反。