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配套中学教材全解工具版八年级物理(下)(人教版)(天津专用)+第九章+压强+趣味物理

试卷简介

这份试卷包含了一个关于“奇异容器”的阅读理解题,以及几个与静脉滴注相关的物理问题。奇异容器的设计使得水能以恒定的速度流出,即使容器内部的液面逐渐降低。静脉滴注部分涉及了压强、大气压力、液体高度等因素如何影响药液的流动速度,以及药液如何能匀速滴注。这些问题旨在测试学生对于流体力学原理的理解。

所涉及的知识点

- 流体动力学中的压强平衡原理 - 大气压力与液体压强的关系 - 静态流体中压强的分布规律 - 输液过程中药液流动速度的影响因素

奇异的容器

  能不能制造出这样一种容器,使流出的水不顾容器里面液体的液面在逐渐降低,始终流出得很均匀而不会越来越慢呢?也许你会认为这是办不到的。

  但是这是完全可以办到的。如下图所画的瓶正是这样一种奇异的容器。这个容器是一个普通的窄颈瓶,通过它的塞子,插着一根玻璃管。如果你把比玻璃管下端更低的龙头打开,液体就会均匀地往外流,一直到容器里的液面降低到跟玻璃管下端相平为止。如果把玻璃管插到差不多与水龙头平齐的地方,你就可以使全部液体均匀地从容器里流出,虽然这是一股很弱的水流。

  这是什么缘故呢?让我们想一想,在龙头开着的时候(如图所示),容器里会发生些什么情况?水向外流的时候,容器里的液面就会下降,外面的空气就通过玻璃管从水下面流进瓶里的稀薄空气里。气泡一个一个从水里冒上来,聚集在容器上部的水面上。这时候在那么高的水平面上所受的压力等于大气的压力。也就是说,从龙头流出的水,只是在那一层水的压力下往外流,因为容器内外的大气压力是可以相互抵消的。也因为那一层水的高度是不变的,所以从龙头流出的水始终保持着同样的速度,是一点也不奇怪的。

  现在请你回答一个问题:如果拔去跟玻璃管下端相平的塞子,那么水会流出得多快呢?

  原来水完全不往外流(当然这只是在孔非常小,可以不予计算的时候才是这样。不然的话,水会在同孔的宽度一样厚的那一薄层水的压力下向外流)。事实上,这里的内外压力都跟大气压力相等,没有什么力能够迫使水向外流。

  可是如果你把那个比玻璃管下端高的塞子拔出来,那就不但没有水从容器里流出,外面的空气还会从这里流进容器里。为什么?原因很简单:在容器这一部分里,空气的压力比外面的大气压力要小。

  有这种特别性质的容器是物理学家马里奥特发明出来的,所以这样的容器就叫做“马里奥特容器”。

静脉滴注中的压强知识

1.当输液针刚插入瓶内时,有时为何会有药液冲出?

当护士用针筒把药剂压入瓶子内时,里面空气体积变小,瓶内空气压强增大,因,所以当输液针头插入瓶口时,就有药液被压出来,速度很快,直至。这样一来造成了不少药液的损失,有经验的护士总是在压入药剂后抽出一部分空气,使。

2.输液瓶口为何要插两根管?

假设刚开始时瓶内空气压强等于大气压,瓶口处的压强为,(如图所示)由于一标准大气压能支持高水柱,所以。当输液针插入瓶口后,因,所以有一部分药液经输液管流出。在药液高度降低时,瓶内空气体积变大压强变小,减小,当时,药液就不再流出,所以要用另一根管子将瓶内与大气连通。

3.药瓶为何要吊在高处?为何针头刚插入血管时有血液冲出?

人处于大气中,人体内的压强等于大气压,由于心脏的压缩,在静脉中还有附加压强,所以静脉内真实压强为。静脉输液时,药液通过进气管与大气相通,与相抵消,故药液的压强必须大于人体静脉的附加压强,才能使药液进入静脉。通常输液还要有一定的速度,药液的压强就更要大于。所以,药瓶要挂在一定的高度,使。

护士在给病人静脉输液前,都是把药瓶挂在架上,打开输液管中的调节器,随着药液的下流,排除管中的空气后,关闭调节器,此时药液不流动,并且使调节器上下液柱隔断。护士在把针头刺入静脉前,调节器是关闭的,针头刺入静脉时,由于静脉附加压强大于调节器以下至针头内药液的压强,所以静脉内血液冲入输液管内。护士正是根据有血液冲出,可判断针头已刺进静脉,不需重刺。此刻,她迅速打开调节器和绑在手臂上的橡胶管,药液的压强大于,血液又很快随药液进入静脉。

4.静脉输液时药液为什么匀速滴注?

静脉输液时的药液为什么匀速滴注?我们几乎全部认为是由输液管上调节器控制的,这种观点是错误的。如一水池底部有一水龙头,水龙头只能控制流水的开关和流量的大小,但随水位的逐渐降低,流出来的水就会越来越慢,水龙头不能控制水自始至终保持匀速流出。输液管上的调节器如同水池下的水龙头,它只起着调节输液管孔径的大小以控制进药量和停止进药的作用。

那么静脉输液时是如何使药液匀速滴注的呢?如上图所示,随着瓶内药液的降低,瓶内液面上气体压强减少,外面的空气在大气压作用下通过进气管不断进入瓶内上部,总保持瓶内液面气体的压强与段液柱压强的和等于大气压。所以所在水平液面(出液口)处所受的压强恒等于大气压强不变,瓶内段液柱的高度变化产生的压强变化对出液口处无影响。药液产生的压强,因在滴注过程中不变,所以恒定。病人的血压(包括收缩压和舒张压)在输液的短时间内一般是不变的,这就保持了注射压强相对稳定,因而保证了“吊针”在整个输液过程中能始终匀速滴注。

5.当药液滴注完时,空气会进入静脉吗?

在静脉滴注时,当药液快要滴完时人们总是急着去找护士,因为人们怕药液滴完后空气进入静脉内危及生命。事实如何呢?当药液滴完后你会发现液面会在塑料细管中下降,但到了一定高度就不再下降,基本保持不动。因为,前面已讲过,人体静脉内真实压强为,在静脉入口处药液产生的总压强为当两者相等时,药液就不再下降,保持静止。在与心脏差不多高的肘部静脉压为水柱高,外周小静脉中的压强大一些。所以实际中看到药液静止时的高度多在左右,如果降低瓶子高度,我们会发现有血液外流现象,这是因为外周静脉压大于药液产生的压强。

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