[题目]在一足够高的容器底部固定一轻质弹簧,弹簧原长10cm,弹簧上方连有正方体木块A,木块的边长为10cm,容器的底面积为200cm2,如图,此时弹簧长度为6cm(已知弹簧的长度每改变 1cm, 所受力的变化量为1N),现向容器内注入某种液体,当木块A有1/2的体积浸入液体中时,弹簧恰好处于自然伸长状态,则木体A的密度为 kg/m3,在木块A� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】在一足够高的容器底部固定一轻质弹簧,弹簧原长10cm,弹簧上方连有正方体木块A,木块的边长为10cm,容器的底面积为200cm2,如图,此时弹簧长度为6cm(已知弹簧的长度每改变 1cm, 所受力的变化量为1N),现向容器内注入某种液体,当木块A有1/2的体积浸入液体中时,弹簧恰好处于自然伸长状态,则木体A的密度为________kg/m3；在木块A正上方再放置一合金块B,静止时液面刚好浸没B.已知合金块B的体积为100cm3,高为4cm,则合金块B的重力为________ N。

【答案】0.4×103 10.8

【解析】

弹簧原长10cm，在未注入液体前，弹簧长度为6cm，则木块将弹簧压缩了4cm。因弹簧的长度每改变1cm，所受力的变化量为1N，说明木块给弹簧的压力未4N，则木块的重力G木=4N，所以木块质量为m木===0.4kg。木块边长为10cm，则木块体积为V木=（10cm）3=1000cm3=0.001m3。则木块密度为ρ===0.4×103kg/m3；向容器内注入某种液体，当木块A有1/2的体积浸入液体中时，弹簧恰好处于自然伸长状态，说明此时木块受到液体的浮力大小等于木块的重力，且此时木块排开液体的体积等于木块体积的1/2。根据F浮=ρ液gV排得ρ液====0.8×103kg/m3。木块A有1/2的体积浸入液体中，则此时木块浸入液体中的深度等于木块边长的1/2为5cm，且此时弹簧恰好处于自然伸长状态，则此时容器中液体的深度等于弹簧原长度加木块浸入液体中的深度，即h液=10cm+5cm=15cm=0.15m。因此时容器中液面以下的总体积由液体体积和木块浸入液体的体积两部分组成，且该总体积V液+排=S容h液=200×10-4m2×0.15m=3×10-3m3，所以容器中液体的体积V液=V液+排-V排=3×10-3m3-×0.001m3=2.5×10-3m3。在木块A正上方再放置一合金块B，静止时液面刚好浸没B，合金块B的体积为100cm3，则此时木块和合金块排开液体的总体积为V排总=V木+V合金=0.001m3+100×10-6m3=1.1×10-3m3，此时木块和合金块受到的总浮力F浮总=ρ液gV排总=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.1×10-3m3=8.8N。由于液面刚好浸没B，所以此时容器中液面总深度为H====0.18m，则此时弹簧长度等于液面总深度减去木块和合金块的高度，即0.18m-10cm-4cm=4cm，说明此时弹簧被压缩了6cm，则弹簧此时产生的弹力大小为F弹=6N。此时木块和合金块静止，将它们看成一个整体，它们受到重力G总=G木+G合金、浮力F浮总、弹簧向上的弹力F弹三个力作用，则G木+G合金=F浮总+F弹=8.8N+6N=14.8N，则G合金=14.8N-G木=14.8N-4N=10.8N。

练习册系列答案

实验次数	电压U/V	电流I/A	小灯泡亮度
1	0.5	0.10	不亮
2	1.5		偏亮
3	2.5	0.28	正常
4	2.8	0.30	更亮

（1）请用笔画线代替导线，完成1图所示实物图的连接。

（______）

（2）小珠正确连接电路后，应将滑片移动到_____端（选填“A”或“B”），然后闭合开关，进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是_____；第2次实验时电流表示数如2图所示，示数为_____A；分析表中信息，小灯泡的额定功率为_____W，此实验中滑动变阻器的最大阻值至少是_____Ω。