Question

小明和小华在做了“探究影响液体内部压强大小的因素”实验后，又做了课本上“WWW”中的小实验：在饮料瓶中灌满水，然后在瓶的a、b处各扎一个小孔（如图），观察发生的现象．
（1）他们发现从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大，你认为其中的原因是

 

．
（2）经过反复的试验，他们发现从小孔中射出的水流的射程s（从小孔处到落地点的水平距离OA）跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关．为了研究水流的射程s与h、H之间的关系，他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘，看到如图所示的现象，由此他们得出了结论：小孔距水面的深度h越大，水流的射程s越大．
你认为根据图示的现象能否得出上述结论？说明你的理由．

 

（能/不能），理由是

 

．
（3）在实验中，需要测量水流的射程s，要求射程起点O的位置与a、b点在一条竖直线上，请你运用所学的物理知识帮助他们确定O点的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：

 

原理：

 

．
（4）他们在实验中测得的数据如表所示：

实验序号	小孔高度H/m	小孔深度h/m	小孔深度的平方根 h /m 1 2	小孔深度的平方h2/m2	水流射程s/m
1	0.36	0.040	0.20	1.6×10-3	0.24
2	0.36	0.090	0.30	8.1×10-3	0.36
3	1.0	0.16	0.40	2.56×10-2	0.80
4	1.0	0.25	0.50	6.25×10-2	1.0
5	1.0	0.36	0.60	1.30×10-1	1.2

根据表中数据，可以得出结论：当小孔高度H一定时，水流射程s与

 

成正比．

Answer 1

分析：液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关，液体越深，密度越大，液体压强越大．
在一个物理量受多个因素的影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，保持其他物理量不变，这种方法是控制变量法．
利用重力的方向总是竖直向下的，制成了重锤．
两个物理量的比值一定时，这两个物理量是成正比的．

解答：解：（1）从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大

因为

小孔b处受到水的压强大于小孔a处受到水的压强

因为

小孔b处比小孔a处深．所以从小孔b中射出的水流速度比小孔a中的大，是因为液体深度增加，压强增大，导致水的流速增大．
（2）小孔中射出的水流的射程s跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关．探究 s 和 h 的关系时，保持 H 一定，没有控制 H 的不变，只改变 h，不能得出 s 和 h 的关系．
（3）根据重力的方向是竖直向下的，在a处吊一个重锤线，重锤自由下垂，可以使a、b、o在同一竖直线上．
（4）如实验3、4、5的数据，当H=1.0m时，

s

h

=2，保持不变，如实验1、2的数据，当H=0.36m时，

s

h

=1.2，保持不变．所以当小孔高度H一定时，水流射程s与

h

成正比．
故答案为：（1）液体深度增加，压强增大，导致水的流速增大；
（2）不能；没有控制变量，没有控制H相同；
（3）在a处吊一个重锤线，可以使a、b、o在同一竖直线上；重力的方向总是竖直向下；
（4）

h

．

点评：本题考查了液体压强大小的影响因素，重力的方向竖直向下的应用，如何用控制变量法研究物理问题，物理量之间的正反比关系．
本题综合性很强，尤其是根据实验数据分析流程和小孔深度的平方根的关系，学生不易找到，这是培养学生的数据处理的能力．