题目内容
【题目】热爱物理的小明同学认为物体所受浮力大小应该与液体多少有关,为了验证自己的想法是否正确他设计了如下实验,将苹果放入烧杯并逐渐向烧杯中加水,看到如图A、B、C所示的情景:
(1)比较A、B、C图可知:_____图中苹果受到的浮力较小,从_____图可以判断苹果的密度_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;
(2)分析B、C两图可知,浮力大小与烧杯中水的多少_____(选填“有关”或“无关”);
(3)若小明将苹果放入装满盐水的烧杯中,苹果静止时受到的浮力与C图相比_____(选填“变大”、“不变”或“变小”);若小明将苹果从盐水中取出,再用水把烧杯加满,则与苹果取出前相比,烧杯底受到的压力_____(选填“变大”、“不变’’或“变小”);
(4)为了测出苹果的密度,小明把装有适量水的烧杯放在电子秤上(图D),电子秤的示数是502.0g;再将苹果轻放到水中,苹果漂浮(图E),电子秤的示数是670.7g;小明又用牙签将苹果压入水中浸没(图F,没有水溢出).电子秤的示数是702.0g;那么,苹果的体积是_____cm3.密度是_____g/cm3;
(5)小明用牙签将苹果压入水中浸没时所用的力是_____N。
【答案】A B或C 小于 无关 不变 变小 200 0.8435 0.313
【解析】
(1)比较ABC三个图,液体的密度不变,A图中苹果排开水的体积最小,苹果受到的浮力最小;由B或C图可知,苹果漂浮在水面上,苹果的密度小于水的密度;
(2)BC两图可知,苹果漂浮在水面上,苹果处于平衡状态,由平衡条件可知,苹果受到的浮力等于苹果的重力,两种情况下,苹果的重力不变,则苹果受到的浮力不变,而B、C中水的体积不同,由此可知,浮力大小与烧杯中水的多少无关;
(3)将苹果放入装满盐水的烧杯中,苹果漂浮的液面上,苹果重力不变,由漂浮条件F浮=G可知,受到的浮力不变;
将苹果从盐水中取出,再用水把烧杯加满,液体密度变小,液体的深度不变,由F=pS=ρghS可知,烧杯底受到的压力变小;
(4)由图DE可得出苹果的质量:m=670.7g﹣502.0g=168.7g,
由DF图可知苹果浸没在水中时受到的浮力,F浮=(0.702kg﹣0.502kg)×10N/kg=2N,
由F浮=ρ水gV排可得,苹果体积V=V排==2×10-4m3=200cm3,
所以苹果密度:ρ==0.8435g/cm3。
(5)用牙签将苹果压入水中浸没时,苹果受到浮力、重力和压力,这三个力是平衡力,
所以F压=F浮-G=2N-0.1687kg×10N/kg=0.313N。