题目内容

【题目】小明用图示装置探究浮力大小与深度的关系,细线体积、重力及滑轮摩擦不计.实验步骤如下:
A.用测力计测出长方体空心塑料块的重力为0.5N.
B.在底部固定有滑轮的容器中装适量的水.
C.用一根细线穿过滑轮将塑料块与测力计连接起来.
D.往容器中注水,待水面平静时记录塑料块底部所处的深度及测力计的示数.
E.多次重复步骤D的实验操作.
实验数据记录如表.

塑料块底部所处深度(cm)

2

3

4

5

6

7

8

测力计示数(N)

0

0.25

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

浮力(N)

0.5

0.75

1

1

1

1

1


(1)实验中滑轮的作用是
(2)本实验是通过测量拉力间接测出浮力,以下测量方法与之不同的是
a.用测力计测量物体受到的重力
b.用测力计测量水平面上匀速直线运动物体受到的摩擦力
c.用量筒测量液体的体积
(3)分析实验数据可知,塑料块受到的浮力与所处深度(选填“有关”或“无关”)

【答案】
(1)改变力的方向
(2)a、c
(3)无关
【解析】解:(1)塑料块受到的拉力方向竖直向下,但通过定滑轮的作用,竖直向上用力就能起到同样的效果,所以,实验中定滑轮的作用是改变力的方向;(2)塑料块受到竖直向下的重力G、拉力T和竖直向上的浮力F作用,在这三个力的作用下,塑料块处于静止状态,所以F=G+T,塑料块受到的浮力是通过测出的拉力T和物体本身的重力G求出来的,即通过测量拉力间接测出浮力.a、用测力计测量物体受到的重力是直接得到的,与间接测量不同;b、水平面上匀速直线运动物体受到的摩擦力不能直接测量,根据二力平衡,此时物体受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力,通过测量拉力的大小间接测出了摩擦力的大小,属于间接测量;c、用量筒测量液体的体积,是直接测量出来,与间接测量不同;
故选a、c;(3)塑料块底部所处深度分别为2cm、3cm、4cm时,物体排开液体的体积逐渐增大;从所处深度为4cm开始,物体排开水的体积都等于物体自身的体积保持不变,从表中数据可知,塑料块受到的浮力与所处深度无关.
故答案为:(1)改变力的方向;(2)a、c;(3)无关.
本题探究浮力大小与深度的关系,涉及定滑轮特点、力的平衡、控制变量法等知识,并考查了直接测量和间接测量的不同.(1)定滑轮能改变力的方向;(2)物理量的测量中,一些可以直接用测量仪器测量;有一些不能由测量仪器直接测出,但可以测量另外的量,通过计算得出.;(3)影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和密度,当研究浮力大小与深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度保持不变,只改变深度的大小,故应从第3列数据开始分析.

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