Question

流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q表示．流量在生产和生活中有广泛的应用，如每到汛期，监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作．

（1）如图甲所示，水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l=______，体积V=______  （要求用S、v、t表示）．根据流量的定义 Q=V/t 可得 Q=v S，它表示流量等于流速与横截面积的乘积．
（2）打开水龙头，自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管．待水流稳定后，比较图中1、2两处的流速，画出C、D玻璃管中的水面大致高度，两液面的作图依据是______．
（3）利用流量 Q=v S，请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案．
①实验步骤与所测物理量：测出水龙头出水口的______；打开水龙头，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的______．
②出水速度的表达式______．

Answer 1

【答案】分析：（1）水柱的长度要用水的流速乘以时间计算，水的体积可用横截面积乘以水柱长度计算；
（2）流量等于流速与横截面积的乘积，1、2两处流量相等，但是2处横截面积小，所以流速大；液体或气体流动速度越大，压强越小，据此判断C、D两处液柱高低；
（3）①测出水龙头出水口的内径d；
②打开水龙头，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的质量m；
③根据Q=vS变形公式得出水流速度．
解答：解：
（1）AB间水柱的长度可用水的流速乘以时间计算，即l=vt，水的体积可用横截面积S乘以水柱长度计算，即V=Svt；
故答案为：vt；Svt．
（2）在1、2两处流量相等时，根据公式Q=vs可知：2处横截面积S小，水的流速v就大，由于流速大的位置压强小，所以D处压强小水面低，C处压强大水面高．
故答案为：
；流体流速越大的地方，压强越小．
（3）①测出水龙头出水口的内径d；
②打开水龙头，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的质量m；
③根据Q=vS得出水速度为v=====．
故答案为：①内径d；质量m；
②．
点评：这是一道综合题目，考查了路程计算、体积计算以及流体压强和流速的关系，并且训练了我们的发散思维．