Question

流量表示單位時間內通過某一橫截面的流體的體積，用字母Q表示。流量在生產和生活中有廣泛的應用，如每到汛期，監測湘江的流量是抗洪防汛的重要工作。

（1）如圖16所示，水流在粗細均勻的水平管道內向右勻速流動，設水流速度為v，管內通道的橫截面積為S。取一段管道AB，水從B端流到A端所用時間為t，則AB間水柱的長度l =       ，體積V =        （要求用S、v、t表示）。根據流量的定義 Q = V/t 可得

 Q = v S，它表示流量等于流速與橫截面積的乘積。

（2）打開水龍頭，自來水通過導管流過如圖17所示的玻璃管。待水流穩定后，比較圖中1、2兩處的流速，      處的流速較大；比較C、D玻璃管中的水面高度，      管中的水面較高。

（3）打開水龍頭后，只要水流不散開，就可以觀察到水柱越來越細，如圖18所示。請你指出產生這種現象的原因：           。（提示：流量不變）

（4）利用流量 Q = v S，請你設計一個測量水龍頭出水速度的實驗方案。 要求：① 列出主要的操作步驟 ② 說明需要測量的物理量 ③ 寫出出水速度的表達式。

Answer 1

（1）vt（1分）vSt（1分）

（2）2（1分）  C（1分）

（3）水往下流時，重力勢能轉化為動能，速度變大（1分），而流量保持不變，根據Q = v S可知，水柱的橫截面積將減小（1分）。因此，水柱越來越細。

（4） ① 測出水龍頭出水口的內徑d （1分）

② 打開水龍頭，用容器接水并同時開始計時，測出經過一段時間t后容器內水的質量m（或體積V） （1分）

③ 根據及Q = v S得出水速度  （或 ）（2分）