题目内容
【题目】正方体投入装有水的柱形容器中后漂浮(水未溢出),浸入液体的体积为0.001m3:
(1)求物体所受的浮力_____;
(2)在计算放入物体以后,容器底部所受液体压强的增加量△p液时,小王同学认为:应该用该物体所受的浮力除以容器底面积,即;小红同学认为:应该测量出物体所受的重力,除以容器的底面积,即。你认为,小王同学的观点是_________的,小红同学的观点是_________的。(均选填“正确”或者“错误”)
【答案】9.8N 正确 错误
【解析】
已知物体排开液体的体积,根据阿基米德原理计算物体所受浮力;柱形容器的体积公式为V=Sh;液体压强计算公式为,知道液体的深度h和液体的密度ρ,可计算液体受到的压强,由此来推断观点。
[1] 正方体排开水的体积V排=10-3m3,由阿基米德原理得,物体受到水的浮力:
;
[2][3] 由液体压强公式可知,要得到容器底部所受液体压强的增加量△p液时,需要知道液体变化的深度△h,柱形容器的体积公式为V=Sh,所以:
即:
所以小王同学的观点是正确的。又因为只有物体漂浮或悬浮时,受到浮力大小才等于物体的重力,所以小红同学的观点是错误的。
【题目】小伟和小李研究物体浸入液体的过程中容器底部所受压强增加量Δp与哪些因素有关。所用相同的柱形容器底部都装有压强传感器,他们在容器中分别倒入一定量的水和酒精(ρ水>ρ酒),然后将高H为0.1m的实心柱体缓慢放入液体中,逐步改变其下表面距液面的距离h,如图所示,并将测量数据记录在表一和表二中。
表一:柱体浸入水中 | 表二:柱体浸入酒精中 | 表三:锥体浸入水中 | ||||||||
序号 | h(m) | △p(Pa) | 序号 | h(m) | △p(Pa) | 序号 | h(m) | △p(Pa) | ||
1 | 0.02 | 100 | 6 | 0.02 | 80 | 11 | 0.02 | 81.3 | ||
2 | 0.04 | 200 | 7 | 0.04 | 160 | 12 | 0.04 | 130.7 | ||
3 | 0.06 | 300 | 8 | 0.06 | 240 | 13 | 0.06 | 156 /td> | ||
4 | 0.08 | 400 | 9 | 0.08 | 320 | 14 | 0.08 | 165.3 | ||
5 | 0.1 | 500 | 10 | 0.1 | 400 | 15 | 0.1 | 166.7 |
(1)分析比较表一或表二中液体对柱形容器底部压强增加量Δp与圆柱体浸入液体深度h的倍数关系及相关条件,可得出的初步结论是:当圆柱体浸入同种液体的过程中,_________________。
(2)分析比较实验序号___________中液体对柱形容器底部压强增加量Δp与圆柱体浸入液体深度h及相关条件,可得出的初步结论是:当圆柱体浸入液体的过程中,浸入液体的深度h相同时,液体的密度越大,液体对柱形容器底部压强增加量Δp也越大。
(3)小李猜想:物体浸入同种液体中时,h的增加量相同,Δp的增加量也相同。小伟猜想:物体浸入同种液体中时,h的增加量相同,Δp的增加量与物体的形状有关。于是他们用等高的实心圆锥体在水中重复上述实验进行验证,如图所示,测得的数据记录在表三中。
分析表三中的数据,___的猜想正确,由表三中的数据及相关条件可得出初步结论是:实心锥体浸入柱形容器的水中时,_____。如果用实心球重复上述实验,根据上述结论,可推理得出:实心球体浸入柱形容器的水中时,____________________。