Question

6．患者去醫(yī)院吊瓶輸液，常遇到下列麻煩：“常要叫護士換藥液瓶；不知何時瓶內藥液輸完”．愛動腦筋的小健小康，分別設計了“輸液警報器”和“串聯(lián)接瓶”兩套裝置．

（1）小健設計的“串聯(lián)接瓶”如圖2．請分析回答：
①圖l在輸液過程中A點的壓強不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②圖2中藥液先輸完的是甲（填“甲”、“乙”或“同時輸完”）．
（2）小康設計了一種“輸液警報器”（其示意圖如圖3），開始輸液時與彈簧測力計的彈簧連接的金屬觸片B所處的位置對應的刻度值為10N，當體積為500ml，密度為l.04×10³kg/m³的藥液輸完時，電路被接通，電鈴發(fā)出警報聲．求此時金屬觸片B所處的位置對應的刻度值為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量，你認為他們應該收集哪些數(shù)據(jù)？寫出一滴藥液質量的計算表達式．

Answer 1

分析 （1）①由圖1輸液瓶，輸液時藥液應勻速滴下，說明瓶內壓強是一定的，由此分析說明；
②根據(jù)一定質量的氣體，體積越大，壓強越小，分析解答；
（2）圖示彈簧測力計，當指針指在B處時，彈簧測力計的示數(shù)為瓶和藥液的總重，開始輸液；當指針指在A處時，觸點AB接觸，電路為通路，電鈴響說明藥液用完，此時彈簧測力計示數(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）要測一滴藥液的質量，首先根據(jù)藥瓶上的體積示數(shù)求出藥液的質量，再看這瓶藥液一共滴了多少滴，然后求出每一滴藥液的質量．

解答 解：（1）①開始輸液時瓶中氣體的壓強大約為一個大氣壓．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大的高度差，這段液柱使針頭處藥液的壓強較大，大于血管總的壓強，藥液自動流入血管．藥液流出使瓶中的氣體體積變大，壓強降低，瓶中氣體壓強小于大氣壓，大氣壓強將空氣從進氣管壓入瓶中，使瓶內空氣的壓強基本上保持在一個大氣壓，使藥液均勻的流下．由此可知輸液過程中A點的壓強不變；
②以乙內氣體為研究對象，若乙中藥液向下滴的液體為乙瓶內的藥液，則乙內藥液減少后氣體體積要增大，則乙內氣體壓強減小，則甲內氣壓將把藥液壓入乙瓶內，如此重復，所以甲瓶內液體先被輸完；
（2）藥液的體積：
V=500mL=500×10^-6m³，
藥液的質量：
m=ρv=1.04×10³kg/m³×500×10^-6m³=0.52kg，
藥液的重力：
G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N．
當指針指在B處時，彈簧測力計的示數(shù)為瓶和藥液的總重；當指針指在A處時，觸點AB接觸，電鈴響說明藥液用完，此時彈簧測力計示數(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處對應的彈簧測力計示數(shù)為10N-5.2N=4.8N．
（3）收集數(shù)據(jù)和計算步驟如下：
①從藥瓶上的刻度讀出藥液的體積V；
②當某一滴藥液剛好落下時數(shù)“0”開始計時，當數(shù)到第“n”個藥液滴下時停止計時，記下所用時間t₀；
③算出一個液滴下落的時間間隔為：T=$\frac{{t}_{0}}{n}$
④記下完成一瓶滴注的時間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）應收集的數(shù)據(jù)有：一瓶藥液的體積V、滴下n滴的時間t₀、一瓶藥液體滴完的時間t；一滴藥液質量的表達式m=$\frac{V{t}_{0}}{nt}$•ρ_藥．

點評 本題考查了氣壓壓強與體積關系、密度公式、重力公式的掌握和運用，涉及到小科技制作，聯(lián)系生活實驗要能明確其中的原理．