【題目】同學(xué)們用空塑料瓶和細沙等實驗器材探究影響浮力大小的因素。

(1)同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗提出了如下三種猜想,并舉出了相應(yīng)的實例。

猜想一,浮力的大小與物體的密度有關(guān),實例:鐵塊可以在水中下沉,木頭可以浮在水面上。

猜想二,浮力的大小與液體的密度有關(guān),實例:雞蛋可以在水中下沉,在鹽水中可以浮起來。

猜想三,浮力的大小與浸入液體的深度有關(guān),實例:站在游泳池里,人越往下蹲感覺到水向上托自己的力越大。

為了驗證以上猜想是否正確,同學(xué)們選擇了裝入細沙的塑料瓶和其他實驗器材進行探究,實驗過程如圖13所示。

①根據(jù)實驗步驟d和_____(填序號),可以確定猜想二是正確的;

②根據(jù)實驗步驟c和d可以驗證猜想三是_____(選填“正確”或“錯誤”);對猜想三對應(yīng)的實例,合理的解釋是:站在游泳池里,人越往下蹲,_______變大,所以浮力變大。

③要驗證猜想一是否正確,可以在塑料瓶中______________后再將塑料瓶浸沒于水中進行探究。

④同學(xué)們討論認(rèn)為,猜想一和猜想二中的實例反應(yīng)了物體的浮與沉可能與密度有關(guān),要選用一個能漂浮在圖e中鹽水上的物體時,物體的密度應(yīng)小于___________g/cm3(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。

(2)同學(xué)們探究完影響浮力大小的因素后,又利用滑輪、完全相同但質(zhì)量未知的若干個鉤碼、溢水杯、量筒等器材,測量一個物塊的密度。設(shè)計的實驗步驟如下:

步驟一:用一根質(zhì)量不計的細線一端系住物塊兒,另一端繞過定滑輪掛住3個鉤碼,此時物塊、鉤碼靜止不動,并將注滿水的溢水杯置于物塊下方,如圖所示;

步驟二:移去1個鉤碼后,物塊下降浸入水中再次靜止不動,此時物塊有一半的體積露出水面;

步驟三:將溢出的水全部倒入量筒中,水的體積如圖所示。

實驗中不計一切摩擦,則溢出水的體積為_____cm3;物體的質(zhì)量為_____g;物體的密度為_____g/cm3。

【答案】e 錯誤 排開液體的體積 裝入細沙 1.1 30 90 1.5

【解析】

(1)要驗證猜想二浮力的大小與液體的密度有關(guān),應(yīng)選擇物體所處的深度和浸沒的體積相同,而液體的種類(密度)不同的d、e再次實驗;

根據(jù)實驗數(shù)據(jù),物體浸沒水中受到的浮力F=0.4N-0.06N=0.34N;物體浸沒在鹽水中受到的浮力F=0.4N-0.02N=0.38N;浮力不相等,說明浮力的大小與液體的密度有關(guān),可以確定猜想二是正確的;

(2)在c、d實驗中,排開液體的體積,密度相同,而物體所處的深度不同,受到的浮力相同;故得出:物體浸在同種液體中,所受浮力大小與浸入液體的深度無關(guān)?梢则炞C猜想三是錯誤的;

對該猜想對應(yīng)的實例,合理的解釋是:在游泳池里,人越往下蹲排開水的體積越大,人受到的浮力越大,說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān);

(3)要驗證猜想一是否正確,即浮力的大小與物體的密度有關(guān),根據(jù)控制變量法要改變物體的密度,在物體體積不變時,在塑料瓶中添加一些細砂可以改變塑料瓶整體的密度;

(4)由a、c兩圖知,物體浸沒在水中所受浮力:F=G-F′=0.4N-0.06N=0.34N;

物體浸沒在鹽水中受到的浮力F′=0.4N-0.02N=0.38N;

由阿基米德原理可得:FgV=0.34N------(Ⅰ),F(xiàn)′=ρ鹽水gV=0.38N-------(Ⅱ)

浸沒時V相等,由(Ⅰ)(Ⅱ)可得鹽水的密度:

。

則物體的密度應(yīng)小于1.1g/cm3。

(5)設(shè)一個鉤碼的質(zhì)量為m,

由圖可知,溢出量筒中水的體積為V=30cm3=3×10-5m3

物體受到的浮力FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-5m3=0.3N,

移去1個鉤碼后,物塊下降浸入水中再次靜止不動,此時物塊有一半的體積露出水面

可得,G-F=F,使用定滑輪不省力也不費力,

3mg-F=2mg,即3mg-0.3N=2mg

解得m=0.03kg=30g,

即物體的重力等于三個鉤碼的重力,則物體的質(zhì)量等于三個鉤碼的質(zhì)量m=30g×3=90g;

物塊有一半的體積露出水面,則物體的總體積為:V=2×30cm3=60cm3,

物體的密度為:;

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖甲是探究影響滑動摩擦力大小的因素的實驗裝置,實驗所用的長木板,一面比較光滑,另一面比較粗糙。同學(xué)們根據(jù)猜想進行了實驗,得出數(shù)據(jù)如下表所示:

實驗序號

長木板表面

木板放置方式

拉動木塊的個數(shù)

彈簧測力計實數(shù)/N

較粗糙

平放

1

1.5

較粗糙

平放

2

3.0

較光滑

平放

2

1.6

較光滑

豎放

2

1.6

1)實驗時,用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做勻速直線運動,根據(jù)_____的知識可知,彈簧測力計的示數(shù)與滑動摩擦力的大小相等。

2)由實驗序號_____可以探究滑動摩擦力的大小是否和接觸面所受的壓力有關(guān)。

3)由實驗序號②③可得到的結(jié)論是:滑動摩擦力的大小和接觸面的_____有關(guān)。

4)同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下對實驗裝置進行改進,用如圖乙所示的方式測量滑動摩擦力發(fā)現(xiàn)效果更好。圖乙實驗中______(選填一定不一定)要勻速拉動長木板。

5)根據(jù)你在本實驗中的收獲,請寫出一種避免汽車在冰雪路面上行駛時出現(xiàn)打滑現(xiàn)象的具體做法:________ 。

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【題目】如圖所示,電源電壓U保持6V不變,燈泡標(biāo)有“6V 3.6W”字樣(不考慮溫度對燈泡電阻的影響),a、b為滑動變阻器R2的兩個端點。當(dāng)S、S1閉合,S2斷開時,電流表示數(shù)為0.2A;當(dāng)S、S2閉合,S1斷開,且滑片P在b端時,電流表示數(shù)為0.1A。

求:

(1)R1的電阻;

(2)滑動變阻器的最大阻值;

(3)電路中消耗的最大總功率和最小總功率之比。

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【題目】在“探究水的沸騰”的實驗中,某個實驗小組記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表:

時間/mim

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

溫度/℃

95

96

97

98

98

95

98

98

98

98

(1)從記錄數(shù)據(jù)看,第________min的數(shù)據(jù)有明顯錯誤;

(2)本實驗中需要的測量工具是溫度計和____________;

(3)如圖1所示的是甲、乙兩杯水被加熱時水中氣泡上升的情形,其中________最可能是水沸騰前的情形;

(4)為了使燒杯內(nèi)的水停止沸騰可以在燒杯中加入冷水,或停止加熱,加冷水是________________,停止加熱實際上是________________;(兩空均選填“降低了水的溫度”或“停止水繼續(xù)吸熱”)

(5)如圖2所示,在盛水的燒杯內(nèi)放入一裝水的試管,用酒精燈對燒杯緩慢加熱,當(dāng)燒杯中的水沸騰后,繼續(xù)加熱。則試管中的水________(選填“會”或“不會”)沸騰。

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【題目】為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān),小明選用以下能滿足實驗要求的器材做了一系列的實驗:形狀相同的木塊和鐵塊、表面平整的長木板、彈簧測力計等。小明做的部分實驗如表所示(實驗時,長木板固定在水平桌面上):

序號

實驗方法

圖示

1

把木塊平放在木板上,用彈簧測力計水平

拉動木塊,使木塊做勻速直線運動,記下彈簧測力計的示數(shù)F1

2

把鐵塊側(cè)邊放在長木板上,用彈簧測力計水平拉動鐵塊,使鐵塊做勻速直線運動,記下彈簧測力計的示數(shù)F2

3

木塊在下,鐵塊在上疊放在一起后放到長木板上,用彈簧測力計水平拉動木塊,使它們做勻速直線運動,記下彈簧測力計的示數(shù)F3

小明發(fā)現(xiàn),三次實驗中彈簧測力計的示數(shù)均不相同,即 ,且

(1)比較1、3兩次實驗,由得出的結(jié)論是_____;

(2)比較1、2兩次實驗,根據(jù),小明認(rèn)為:滑動摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)。小明得出這個錯誤結(jié)論的原因是_____;

(3)實驗中運用了轉(zhuǎn)換法,把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為_____。為了保證轉(zhuǎn)換的正確性,實驗中采取的措施是_____;

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【題目】如圖所示,用微小壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點。(p鹽水p

1)實驗中,將液體內(nèi)部的壓強大小轉(zhuǎn)換為用U型管兩側(cè)液面的_____來表示。

2)為了使實驗現(xiàn)象更明顯,U形管中的液體最好用_____(選填“有色”或“無色“)。

3)將探頭放在右圖所示液體內(nèi)部的A、B位置,觀察到U型管兩側(cè)液面的高度差hBhA,經(jīng)過多次實驗觀察到同樣的現(xiàn)象,這說明同種液體內(nèi)部的壓強隨_____的增加而增大。

4)將探頭放在右圖中所示液體內(nèi)部等深的B、C位置,觀察到U型管兩側(cè)液面的高度差hC_____hB(選填”<””=”或“>“),這是為了研究液體壓強與液體_____關(guān)系。

5)由以上實驗可知右圖所示液體內(nèi)部AB、C、D四個位置壓強最大的是位置_____。

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