题目内容
【题目】小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水、密度未知的某种液体,细线等。
(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为________N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:
实验步骤 | B | C | D | E | F |
弹簧测力计示数/N | 2.6 | 2.5 | 2.4 | 2.4 | 2.3 |
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=______N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟____________________________有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟____________有关。
(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是_____________kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐_________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】2.7 0.1 排开液体体积 液体密度 1.3×103 200 增大
【解析】
(1)测力计的分度值为0.1N,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N;
(2)由表格数据可知,在实验步骤B中拉力为2.6N,则步骤B中铜块所受浮力F浮=G-F拉=2.7N-2.6N=0.1N;
(3)由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,F拉逐渐减小,根据F浮=G-F拉可知浮力增大,由此可知:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
由A、E、F实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小根液体密度有关;
(4)铜块的体积V=5cm2×6cm=30cm3=3×10-5m3,浸没时,V排=V=3×10-5m3,
在F图中,F浮′=G-F拉′=2.7N-2.3N=0.4N,
由阿基米德原理可得:ρ液==
≈1.3×103kg/m3;
由浮力产生的原因可知,步骤B中铜块下表面受到水的压力F=F浮=0.1N,
下表面受到水的压强;
由B、C、D中数据可知,F拉逐渐减小,根据F浮=G-F拉可知,浮力增大,即下表面受到水的压力增大,受力面积不变,由可知,p逐渐增大,即铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大。
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