23. (7 分)浮箭式漏刻是古代的一种计时工具,其原理如图甲,往漏壶里装入一定量的水,让它慢慢漏出,通过漏入箭壶的水量来确定时刻.

(1) 箭舟漂浮在水面,随水位的上升而上升,它所受的浮力是
(2) 小明感叹于古人的智慧,想了解漏刻计时的原理,通过观察,他找来三个横截面积不同的长方形塑料盒,分别在底部中央开一个大小相同的圆孔,探究长方形容器中水从圆孔流完所需时间与容器横截面积及水深的关系.通过实验得到下表数据.

① 分析
② 分析 3、4、5、6 四次实验数据可知,在容器横截面积相同时,水的深度越大,水流完所需时间越
(3) 进一步研究发现,长方形容器中的水流完所需时间 $ t $ 与容器横截面积 $ S $ 成正比,与水深 $ h $ 的平方根成正比,即 $ t = kS\sqrt{h} $($ k $ 为比例系数).如图乙、丙是两个上端开口、底部中央各有一个面积相同的圆孔的水箱,两水箱内装有相同体积的水,使水从孔中流出,则
(4) 早期的单级漏刻计时存在较大误差,是因为水位高低会影响水的流速.后来人们将单级漏刻改为多级漏刻,上面漏壶不断给下面漏壶补水,使一级漏壶内水的深度
(1) 箭舟漂浮在水面,随水位的上升而上升,它所受的浮力是
不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)的.(2) 小明感叹于古人的智慧,想了解漏刻计时的原理,通过观察,他找来三个横截面积不同的长方形塑料盒,分别在底部中央开一个大小相同的圆孔,探究长方形容器中水从圆孔流完所需时间与容器横截面积及水深的关系.通过实验得到下表数据.
① 分析
1、2、3
三次实验数据可知,水深相同时,水流完所需时间与容器横截面积成正比.② 分析 3、4、5、6 四次实验数据可知,在容器横截面积相同时,水的深度越大,水流完所需时间越
长
.(3) 进一步研究发现,长方形容器中的水流完所需时间 $ t $ 与容器横截面积 $ S $ 成正比,与水深 $ h $ 的平方根成正比,即 $ t = kS\sqrt{h} $($ k $ 为比例系数).如图乙、丙是两个上端开口、底部中央各有一个面积相同的圆孔的水箱,两水箱内装有相同体积的水,使水从孔中流出,则
丙
箱中的水流完所需时间少.若丙箱中流出一半所需的时间为 $ t_1 $,剩下一半的水流完所需时间为 $ t_2 $,则 $ t_1 $<
(选填“>”“<”或“=”)$ t_2 $,这是因为水的压强随深度
的增加而增大.(4) 早期的单级漏刻计时存在较大误差,是因为水位高低会影响水的流速.后来人们将单级漏刻改为多级漏刻,上面漏壶不断给下面漏壶补水,使一级漏壶内水的深度
保持不变
,这样水就能比较均匀地流入箭壶,从而得到较精确的时刻.答案
(1) 不变
(2) ① 1、2、3
② 长
(3) 丙;<;深度
(4) 保持不变
(2) ① 1、2、3
② 长
(3) 丙;<;深度
(4) 保持不变
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