题目内容
【题目】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,实心圆柱体钢块,相同的大烧杯若干水,密度未知的某种液体、细线等。
(1)小翠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;用弹簧测力计挂着钢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;
(4)小翠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);
(5)在学完浮力知识后,小明利用玻璃杯电子秤、水也测量出步骤F中未知液体的密度过程如下:
①用电子秤称出玻璃杯的质量为m1;
②向大烧杯中重新倒入适量的水,使玻璃杯漂浮在水面,用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b(如图G);
③倒出大烧杯中的水并擦干净,向大烧杯里倒入适量的未知液体,使玻璃杯漂浮在未知液体上(如图H)。向玻璃杯中倒水,直到未知液体液面与_____相平。取出玻璃杯井擦干外面的未知液体,用电子秤测出其总质量为m2;
④盐水密度的表达式为ρ液=_____(用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
【答案】2.7 0.1 物体排开液体的体积 1.3×103 b ρ水
【解析】
(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.1N,故示数为G=2.7N。
(2)[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B=GF拉B=2.7N2.6N=0.1N
铜块所受浮力为0.1N。
(3)[3]步骤A、B、C、D实验中,测力计示数变小,根据称重法,故物体受到的浮力变大,由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,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。
(4)[4]根据称重法:物体完全浸没水中时的浮力
F浮′=GF拉′=2.7N2.4N=0.3N
利用F浮′=ρ液gV排可知,圆柱体排开水的体积
V=V排===3×10-5m3
在F图中
F浮″=GF拉″=2.7N2.3N=0.4N
由F浮=ρ液gV排可得
ρ液==≈1.3×103kg/m3
(5)[5][6]向玻璃杯中倒水,直到盐水液面与b相平,使玻璃杯在水与盐水中排开液体的体积相同,玻璃杯在水中漂浮
F浮=G物=m1g
则
ρ水gV水= m1g
V水=-----①
玻璃杯在液体中漂浮
F浮液=G物=m2g
则
ρ液gV液= m2g
ρ液=----②
将①代入②可得
ρ盐水=ρ水
盐水密度的表达式为ρ液=ρ水。