题目内容
【题目】小明用如图的装置探究浮力大小,步骤B至E用水进行实验,步骤F用盐水.
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(1)他在认识浮力时,用细绳绑住圆柱体后悬挂于测力计挂钩上,手向上托物体时,测力计示数减小,将物体浸入水中时测力计示数也减小,说明水对物体产生了一个类似于手向上托物体的力,这种物理研究方法叫(_____)
A.控制变量法 B.转换法 C.建立模型法 D.等效法
(2)分析步骤B、C、D,说明浮力的大小与____有关.分析步骤D、F,说明浮力大小与液体的____有关.
(3)由步骤B和 D 可测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮,由步骤____和E可测出圆柱体排开水的重力G排,比较F浮与G排得出两者的关系.
(4)如图是将另一底面积为25 cm2的圆柱体物块竖直缓慢浸入某液体中,得到测力计示数F随圆柱体底面在液体中的深度h的变化关系图.分析图象可知,液体密度为_____ kg/m3.(g=10 N/kg)
【答案】 D 排开液体体积 密度 D A 1.2×103
【解析】(1)根据题意知道,把水对物体产生的力,用手向上托物体的力来类比,这种物理研究方法是类比法;
(2)分析步骤B、C、D知道,当液体的密度相同,物体在液体中浸没的深度改变时,即其排开液体体积变化,浮力的大小不同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关;分析步骤D、F知道,当排开液体的体积相同,液体的密度不同时,浮力的大小不同,说明浮力的大小与排开液体的密度有关;
(3)由图B知道:G=3N,由图D知道:圆柱体浸没在水中时测力计示数是F=1.8N,所以受到的浮力是:F浮=G-F=3N-1.8N=1.2N;由图A知道,G桶=1N,由图E知道,G桶和水 =2.2N,故G排=G桶和水-G桶=2.2N-1N=1.2N, 即F浮与G排得出两者的关系是:F浮=G排;
(4)由图象知道:圆柱体底面在液体中的深度h=0时,测力计示数为重力的大小,所以物体重力G=3N;当圆柱体底面在液体中的深度大于4cm,测力计示数不变为1.8N,即物体已经浸没在液体中,所以,物体排开液体的体积是:V排=25cm2×4cm=100cm2 =0.01m3 ,浮力是:F浮 =G-F=3N-1.8N=1.2N;由F浮=ρ液gV排 知道:液体密度是:ρ液 =F浮/V排g=1.2N/0.01m3×10N/kg=1.2×103 kg/m3