Question

6．患者去醫(yī)院吊瓶輸液，常遇到下列麻煩：“常要叫護(hù)士換藥液瓶；不知何時(shí)瓶內(nèi)藥液輸完”．愛動(dòng)腦筋的小健小康，分別設(shè)計(jì)了“輸液警報(bào)器”和“串聯(lián)接瓶”兩套裝置．

（1）小健設(shè)計(jì)的“串聯(lián)接瓶”如圖2．請(qǐng)分析回答：
①圖l在輸液過程中A點(diǎn)的壓強(qiáng)不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②圖2中藥液先輸完的是甲（填“甲”、“乙”或“同時(shí)輸完”）．
（2）小康設(shè)計(jì)了一種“輸液警報(bào)器”（其示意圖如圖3），開始輸液時(shí)與彈簧測力計(jì)的彈簧連接的金屬觸片B所處的位置對(duì)應(yīng)的刻度值為10N，當(dāng)體積為500ml，密度為l.04×10³kg/m³的藥液輸完時(shí)，電路被接通，電鈴發(fā)出警報(bào)聲．求此時(shí)金屬觸片B所處的位置對(duì)應(yīng)的刻度值為4.8N．（g=10N/kg）
（3）小健小康還想要估測出輸液過程中一滴藥液的質(zhì)量，你認(rèn)為他們應(yīng)該收集哪些數(shù)據(jù)？寫出一滴藥液質(zhì)量的計(jì)算表達(dá)式．

Answer 1

分析 （1）①由圖1輸液瓶，輸液時(shí)藥液應(yīng)勻速滴下，說明瓶內(nèi)壓強(qiáng)是一定的，由此分析說明；
②根據(jù)一定質(zhì)量的氣體，體積越大，壓強(qiáng)越小，分析解答；
（2）圖示彈簧測力計(jì)，當(dāng)指針指在B處時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為瓶和藥液的總重，開始輸液；當(dāng)指針指在A處時(shí)，觸點(diǎn)AB接觸，電路為通路，電鈴響說明藥液用完，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為瓶的重力；AB之間的刻度值之差為藥液的重力．利用密度公式和重力公式求出藥液重力即可．
（3）要測一滴藥液的質(zhì)量，首先根據(jù)藥瓶上的體積示數(shù)求出藥液的質(zhì)量，再看這瓶藥液一共滴了多少滴，然后求出每一滴藥液的質(zhì)量．

解答 解：（1）①開始輸液時(shí)瓶中氣體的壓強(qiáng)大約為一個(gè)大氣壓．藥瓶吊在高處，從瓶中液面到插在病人血管中的針頭處有相當(dāng)大的高度差，這段液柱使針頭處藥液的壓強(qiáng)較大，大于血管總的壓強(qiáng)，藥液自動(dòng)流入血管．藥液流出使瓶中的氣體體積變大，壓強(qiáng)降低，瓶中氣體壓強(qiáng)小于大氣壓，大氣壓強(qiáng)將空氣從進(jìn)氣管壓入瓶中，使瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)基本上保持在一個(gè)大氣壓，使藥液均勻的流下．由此可知輸液過程中A點(diǎn)的壓強(qiáng)不變；
②以乙內(nèi)氣體為研究對(duì)象，若乙中藥液向下滴的液體為乙瓶內(nèi)的藥液，則乙內(nèi)藥液減少后氣體體積要增大，則乙內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，則甲內(nèi)氣壓將把藥液壓入乙瓶內(nèi)，如此重復(fù)，所以甲瓶內(nèi)液體先被輸完；
（2）藥液的體積：
V=500mL=500×10^-6m³，
藥液的質(zhì)量：
m=ρv=1.04×10³kg/m³×500×10^-6m³=0.52kg，
藥液的重力：
G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N．
當(dāng)指針指在B處時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為瓶和藥液的總重；當(dāng)指針指在A處時(shí)，觸點(diǎn)AB接觸，電鈴響說明藥液用完，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為瓶的重力；
由此可知A之間的刻度值之差為藥液的重力5.2N．
所以金屬片在B處對(duì)應(yīng)的彈簧測力計(jì)示數(shù)為10N-5.2N=4.8N．
（3）收集數(shù)據(jù)和計(jì)算步驟如下：
①從藥瓶上的刻度讀出藥液的體積V；
②當(dāng)某一滴藥液剛好落下時(shí)數(shù)“0”開始計(jì)時(shí)，當(dāng)數(shù)到第“n”個(gè)藥液滴下時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下所用時(shí)間t₀；
③算出一個(gè)液滴下落的時(shí)間間隔為：T=$\frac{{t}_{0}}{n}$
④記下完成一瓶滴注的時(shí)間t；
⑤算出一瓶的總滴數(shù)N=$\frac{nt}{{t}_{0}}$；
⑥算出每滴藥液的體積為：V₀=$\frac{V}{N}$；
⑦則每滴藥液的質(zhì)量：m=ρ_藥V₀=$\frac{V{t}_{0}}{nt}$•ρ_藥．
故答案為：（1）①不變；②甲；（2）4.8；（3）應(yīng)收集的數(shù)據(jù)有：一瓶藥液的體積V、滴下n滴的時(shí)間t₀、一瓶藥液體滴完的時(shí)間t；一滴藥液質(zhì)量的表達(dá)式m=$\frac{V{t}_{0}}{nt}$•ρ_藥．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氣壓壓強(qiáng)與體積關(guān)系、密度公式、重力公式的掌握和運(yùn)用，涉及到小科技制作，聯(lián)系生活實(shí)驗(yàn)要能明確其中的原理．