Question

6．患者去医院吊瓶输液，常遇到下列麻烦：“常要叫护士换药液瓶；不知何时瓶内药液输完”．爱动脑筋的小健小康，分别设计了“输液警报器”和“串联接瓶”两套装置．

（1）小健设计的“串联接瓶”如图2．请分析回答：
①图l在输液过程中A点的压强不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②图2中药液先输完的是甲（填“甲”、“乙”或“同时输完”）．
（2）小康设计了一种“输液警报器”（其示意图如图3），开始输液时与弹簧测力计的弹簧连接的金属触片B所处的位置对应的刻度值为10N，当体积为500ml，密度为l.04×10³kg/m³的药液输完时，电路被接通，电铃发出警报声．求此时金属触片B所处的位置对应的刻度值为4.8N．（g=10N/kg）
（3）小健小康还想要估测出输液过程中一滴药液的质量，你认为他们应该收集哪些数据？写出一滴药液质量的计算表达式．

Answer 1

分析 （1）①由图1输液瓶，输液时药液应匀速滴下，说明瓶内压强是一定的，由此分析说明；
②根据一定质量的气体，体积越大，压强越小，分析解答；
（2）图示弹簧测力计，当指针指在B处时，弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重，开始输液；当指针指在A处时，触点AB接触，电路为通路，电铃响说明药液用完，此时弹簧测力计示数为瓶的重力；AB之间的刻度值之差为药液的重力．利用密度公式和重力公式求出药液重力即可．
（3）要测一滴药液的质量，首先根据药瓶上的体积示数求出药液的质量，再看这瓶药液一共滴了多少滴，然后求出每一滴药液的质量．

解答 解：（1）①开始输液时瓶中气体的压强大约为一个大气压．药瓶吊在高处，从瓶中液面到插在病人血管中的针头处有相当大的高度差，这段液柱使针头处药液的压强较大，大于血管总的压强，药液自动流入血管．药液流出使瓶中的气体体积变大，压强降低，瓶中气体压强小于大气压，大气压强将空气从进气管压入瓶中，使瓶内空气的压强基本上保持在一个大气压，使药液均匀的流下．由此可知输液过程中A点的压强不变；
②以乙内气体为研究对象，若乙中药液向下滴的液体为乙瓶内的药液，则乙内药液减少后气体体积要增大，则乙内气体压强减小，则甲内气压将把药液压入乙瓶内，如此重复，所以甲瓶内液体先被输完；
（2）药液的体积：
V=500mL=500×10^-6m³，
药液的质量：
m=ρv=1.04×10³kg/m³×500×10^-6m³=0.52kg，
药液的重力：
G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N．
当指针指在B处时，弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重；当指针指在A处时，触点AB接触，电铃响说明药液用完，此时弹簧测力计示数为瓶的重力；
由此可知A之间的刻度值之差为药液的重力5.2N．
所以金属片在B处对应的弹簧测力计示数为10N-5.2N=4.8N．
（3）收集数据和计算步骤如下：
①从药瓶上的刻度读出药液的体积V；
②当某一滴药液刚好落下时数“0”开始计时，当数到第“n”个药液滴下时停止计时，记下所用时间t₀；
③算出一个液滴下落的时间间隔为：T=$\frac{{t}_{0}}{n}$
④记下完成一瓶滴注的时间t；
⑤算出一瓶的总滴数N=$\frac{nt}{{t}_{0}}$；
⑥算出每滴药液的体积为：V₀=$\frac{V}{N}$；
⑦则每滴药液的质量：m=ρ_药V₀=$\frac{V{t}_{0}}{nt}$•ρ_药．
故答案为：（1）①不变；②甲；（2）4.8；（3）应收集的数据有：一瓶药液的体积V、滴下n滴的时间t₀、一瓶药液体滴完的时间t；一滴药液质量的表达式m=$\frac{V{t}_{0}}{nt}$•ρ_药．

点评 本题考查了气压压强与体积关系、密度公式、重力公式的掌握和运用，涉及到小科技制作，联系生活实验要能明确其中的原理．