【題目】小冉在探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,用到如下器材:分度值為0.1N的彈簧測力計、金屬塊a、金屬塊b、大小柱形容器若干、水,密度未知的某種液體,細(xì)線等。

(1)小冉進(jìn)行了如圖所示的實驗:A步驟所示彈簧測力計的示數(shù)為________N;用彈簧測力計掛著金屬塊a緩慢地浸入液體中不同深度,步驟如圖B、C D、E、 F (液體均未溢出),并將其示數(shù)記錄在表中:

實驗步驟

B

C

D

E

F

測力計示數(shù)/N

2.4

2.3

2.2

2.2

2.3

(2)在實驗步驟B中金屬塊a所受浮力F=________N;

(3)分析實驗步驟AB、 C、 D,可以說明浮力大小跟排開液體的________有關(guān);分析實驗步驟A、 E、F,可以說明浮力大小跟液體的________有關(guān)。

(4)小冉用表格中的數(shù)據(jù)算出了某種液體的密度是________ kg/m3(結(jié)果保留一位小數(shù)),金屬塊a的密度為________ kg/m3。若將A放至最后一步,則會使得金屬塊a的密度的測量值________(選填偏大偏小“不變”).

(5)同組的小薩只有刻度尺這一測量工具,于是他進(jìn)行如下操作:

①在圓柱形容器中裝有適量的水,將另一平底燒杯放入圓柱形容器的水中,燒杯靜止時容器中水的深度H112cm,如圖甲所示.

②將待測金屬塊b吊在燒杯底部(金屬塊未觸底),測量出燒杯靜止時露出水面的高度h16cm,容器中水的深度H218cm,如圖乙所示.

③將金屬塊b放在燒杯中,燒杯靜止時露出水面的高度h22cm,如圖丙所示.

已知圓柱形容器底面積為燒杯底面積的3倍.則金屬塊b的密度為________ kg/m3

【答案】2.7 0.3 體積 密度 0.8×103 5.4×103 偏小 4.5×103

【解析】

(1)[1]彈簧測力計的分度值是0.1N,A步驟所示彈簧測力計的示數(shù)為2.7N;

(2)[2]在實驗步驟B中金屬塊a所受浮力可以用稱重法求出:

F=G-FB=2.7N-2.4N=0.3N;

(3)[3]分析實驗步驟A、BC、D,液體都是水,物體排開液體體積變化,所受浮力變化,可以說明浮力大小跟排開液體的體積有關(guān);

[4]分析實驗步驟A、E、F,物體都是完全浸在液體中,液體密度不同,浮力大小不同,可以說明浮力大小跟液體的密度有關(guān);

(4)[5]當(dāng)浸沒在水中時,物體所受浮力:

F1=G-FE=2.7N-2.2N=0.5N,

根據(jù)阿基米德原理得到:

F1=ρgV=ρgV,

0.5N=1×103kg/m3×10N/kg×V,

V=0.5×10-4m3

金屬浸沒在某液體中浮力:

F2=G-FF=2.7N-2.3N=0.4N,

根據(jù)阿基米德原理:

F2=ρgV=ρgV

0.4N=ρ×10N/kg×0.5×10-4m3,

ρ=0.8×103kg/m3;

[6]金屬的質(zhì)量

m==0.27kg,

金屬的密度

ρ==5.4×103kg/m3;

[7]若將A放至最后一步,因為金屬上沾有液體,會使測得金屬的質(zhì)量偏大、重力偏大,根據(jù)以上可知計算金屬密度的計算式:

ρ=ρ= ,

測得金屬的重力增大,浸沒時彈簧測力計示數(shù)不受影響,則計算式中分母增大,分子不變,所以會使得金屬塊a的密度的測量值偏小;

(5)[8]比較甲乙兩圖可知,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,則兩圖中浮力的變化量等于金屬塊重力,兩圖中浮力的變化量:

ΔF=ρgΔV=ρgH2-H1S

所以金屬塊b的重力為:

G=ρgH2-H1S;

金屬塊的質(zhì)量:

m=ρH2-H1S

比較乙丙可知,都是漂浮,燒杯和金屬塊的總重不變,總浮力不變;則乙圖中金屬塊受到的浮力等于這兩次燒杯受到的浮力變化量,金屬塊b受到的浮力:

ρgVb=ρgVb=ρgh1-h2S燒杯

所以金屬塊b的體積為

Vb=h1-h2S燒杯;

b的密度為:

ρ==4.5×103kg/m3

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示的電路圖,在下列情況下,求:

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①畫出最簡電路;

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A.甲、乙的質(zhì)量之比是20:27

B.甲、乙的體積之比是8:9

C.將甲、乙分別沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分對地面的壓強(qiáng)可能相等

D.將甲、乙分別沿水平方向切去相同的體積后,剩余部分對地面的壓強(qiáng)可能相等

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(4)物理學(xué)中用比熱容表示不同物質(zhì)吸熱能力的不同,上述實驗中,甲和乙的比熱容之比為_____

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C.丙圖中發(fā)射離地的火箭向下噴氣而加速上升,表明了力的作用是相互的

D.丁圖中短跑運動員沖過終點后不能立即停下是因為速度太大,慣性太大了

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