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连通器

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观察与思考

  1.向一根管子内灌水,当两管内水不再流动时,两边水面是否相平?为什么能保持相平?

   因为该容器是连通器。在连通器中倒水后,当管中的水静止时,各管中的水面都相平。

  2.如果让右管升高、下降或倾斜,观察两根管子里的水不再流动时,两边水面是否仍保持相平? (点击动画,试一试)
图1(点击)所示的容器是连通器,当水静止后各管中的水面相平。

   在容器中倒水后,当管中的水静止时,各管中的水面都相平。

  3.如果在连通器已放水的情况下, 再往最左边的管中加一些油,静止后,各管中的液面是否相平?为什么?

   若在最左边管中再加一些油,因油水不相溶,油的密度比水小,这些油将浮在管中的水面上,但由于这段油柱也产生一定的压强,使最左侧管中的压强增大。这将使左管中的水向右边两个管流动,直到三个容器中的液柱产生的压强相等,平衡时右边的直管和弯管中的水有相同的高度,水面相平,而左边容器中有两种不相溶的液体,因油的密度比水小。所以左边容器中的液面将高于右边两个容器中的水面高度。

实验原理

  1.底部互相连通的容器叫做连通器。

  2.连通器中如果只有一种液体,在液体不流动的情况下,各容器中的液面总保持相平。

  在盛有同种液体的连通器内,当液体静止时,它们与大气接触的面总是在同一高度。
  1、连通器的原理以及相关的实验在部分地区的试题中有所出现;
  2、这个考点以说理题的形式、填空题的形式出现较常见。也会出现少量的计算。

  1、如图所示的容器内装有水,试比较A、B、C各点由液体产生的压强PA、PB、PC的大小。

  2、有两根粗细不一样的玻璃管,底部用橡胶管连接起来,中间用夹子夹住,如图所示,左右两管都装着同一种液体,左面细管里的液面较右面高,现把夹子放开,则(    )
   A、液体从左管向右管稍流动一下,最后右管液面仍高于左管液面
  B、液体从左管流向右管,最后两管液面相平
  C、右管粗,液面较重,故液体从右管流向左管
  D、夹子放开后,夹子两侧的压强相等,不会流动

  3、如图所示,容器A、B内盛有同种液体。用带有阀门S的斜管将两容器相连,当阀门S打开时,液体将 ____流动。(填“会”或“不会”)  

 

  1、由于液体的密度相同,本题关键是弄清A、B、C各点的深度。深度是指从自由液面到该处的竖直距离,从图中可知:
   hA=15cm-5cm=10cm=0.1m
   hB=15cm=0.15m
   hC=15cm-10cm=5cm=0.05m
  答案:PB> PA>PC

  2、当夹子放开后,这就是一个连通器,根据连通器的原理:在盛有同种液体的连通器内,当液体静止时,它们与大气接触的面总是在同一高度,这与连通器的形状等无关。所以水会流动,直到液面相平。
  答案:B

  3、首先这也是一个连通器,应该遵循连通器的原理:在盛有同种液体的连通器内,当液体静止时,它们与大气接触的面总是在同一高度。

  答案:不会。

各式各样的连通器

  茶壶是一种连通器.宋代耀州窑青瓷器中最具代表性的佳作:宋代青釉刻花倒注壶.造型精巧,结构奇特,装酒时将壶倒置,从壶底中心的梅花孔注入.这件罕见而神奇的国宝级文物,充分反映了耀窑工匠的惊人智慧和高超的制瓷技艺.  乳牛自动喂水器,制作简单,但是连通器的通道易被牛带进饲料堵塞,现在使用较少.

  洗手池的下水道做成U形,是一个连通器.冲水后,还会留下一部分水在U形管中,形成水封,可以防止臭味沿下水道传上来. 锅炉水位计有一玻璃管与锅炉连成连通器,监看玻璃管的水位可知锅炉内水位.

  古罗马的水道不是装在地下,而是装在地上,高高架设在石柱上的.古罗马工程师对于连通器的原理只有极模糊的认识.他们恐怕用长管子连接起来的各个水池,水面会不在同一水平面上,水不会向上流.实际上假如把管子沿着高低不平的地面埋下去,那么在有的地段上,管里的水就得向上流.因此,他们一般常把全段水管装成平均往下倾斜的.(为了做到这一点,时常要使管子绕个大弯,或者要用高高的拱形支柱,浪费很多人力和物力). 

  在水渠通过公路的地方,为了不妨碍交通,修筑于路面下的过路涵洞,让水从公路的下面流过再翻到地面上来,形状有管形、箱形及拱形等.它是根据连通器的原理,常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成.  

  厨房、厕所使用的防臭地漏,顶部是一个篦子,防止大块的污物落入下水管道内.下面是一个倒扣着的翻水碗,碗的四周有几个拱形的缺口,使得地面上的水能顺利流入下水管.如果仅仅这样,水能流进去,臭气也能冒出来.所以,下水管道口还有一圈凹槽,用于积存水.凹槽里的水深要浸没扣碗的拱形缺口,这样,臭气就冒不出来了.地面上的水位高于地漏的内管口,由于连通器原理,水会顺利地流进下水管.凹槽里必须时时存一些水,如果水全都干了,就不会起到“水盖”的作用,臭气就冒出了.

 

探讨课题
  用洒水壶洒水时,我们发现在洒水壶的壶盖上,开有一个小孔,茶壶盖上也开有一个小孔,你知道这是为什么吗?
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