解:根據(jù)高壓鍋排氣孔受力分析,p氣=p0+p閥。 因此,應(yīng)主要檢測減壓閥對通氣孔的浮力。
(1)為檢驗減壓閥的質(zhì)量和放氣孔的大小,應(yīng)選用天平、砝碼和天平作為主要設(shè)備;
(2) 根據(jù)試驗?zāi)康模饕獙嶒灢襟E包括:①用天平測量減壓閥的質(zhì)量m; ②用直尺D量出排氣孔的半徑。
(3)根據(jù)試驗結(jié)果,排氣孔受力面積S=πr2=π(
)2,
減壓閥在排氣孔處的壓力為F=G=mg,
減壓閥到通氣孔的浮力p =
=
,
代入表達式得到 p gas=p0+p valve=
.
所以答案是:
(1) 天平、砝碼、天平;
(2) ①用天平稱減壓閥的質(zhì)量m; ②用直尺測量排氣孔的半徑D。
(3)
.
分析:分析高壓鍋排氣孔受力情況可知高壓鍋大氣壓強計算公式,二氧化碳在高壓鍋內(nèi)的浮力p gas 等于外界大氣壓力p0與減壓閥形成的浮力p閥之和,即p gas = p0 + p valve,這里的主要任務(wù)是檢測減壓閥到通氣孔的浮力高壓鍋大氣壓強計算公式,所以:
(1)在實驗中,需要檢測減壓閥的好壞,要找到它的重力,所以需要天平和砝碼; 同時需要檢測排氣孔的受力面積,可以通過檢測半徑來估算,需要有刻度尺;
(2)測量減壓閥的質(zhì)量,得到其重力,即通氣孔壓力; 然后測量排氣孔的半徑,估算出排氣孔的受力面積; 最后根據(jù)公式up估算即可;
(3)這里的檢測值主要是質(zhì)量和半徑,根據(jù)公式,將檢測量代入公式即可得到表達式。
點評:高壓鍋是我們生活中常見的家居用品。 通過這道題的估算,我們可以了解其形成“高壓”的原理。 本題對通氣孔處浮力平衡關(guān)系的分析是答題的重點。 從標(biāo)題也可以看出,高壓鍋的浮力主要取決于減壓閥的好壞,這是我們生活中應(yīng)該知道的。