题目内容
【题目】将体积为 2dm3 物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数为 15N,将物块的一半浸在水中(g 取 10N/kg)。求:
(1)请画出物块一半浸入水中时的受力分析图,以点代替物体;
(2)物块受到的浮力;
(3)此时弹簧测力计的示数。
【答案】见解析
【解析】
(1)物块的受力分析如图所示:
(2)因为物块的一半浸在水中,所以
由阿基米德原理知
(3)在空气中静止时弹簧测力计的示数为 15N,由二力平衡知
由于物体一半浸在水中,在弹簧测力计拉力作用下,处于静止状态,由受力平衡知物体受竖直向上的拉力,受竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用,这三个力合力为0,即
答:(1) 物块的受力分析如图所示:
(2) 物块受到的浮力为10N;
(3) 此时弹簧测力计的示数是5N。
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【题目】小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,找来一根轻质弹簧以及几个相同质量的钩码,她先用弹簧来做实验,并记录了相应的数据,如下表:
钩码总重/N | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
指针位置/cm | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 5.8 | 5.8 |
弹簧的伸长量/cm | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3 | 3.3 | 3.3 |
(1)分析数据,小华可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的_______跟所受拉力成正比;
(2)小华根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系” 图像应为如图所示的______图(填序号);
(3)若作用在该弹簧上的外力为1.7N,那么根据实验得出的规律可知,此时弹簧长度为____m;
(4)若用题目中的弹簧制作弹簧测力计,则其称量范围是________N。
【题目】如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。某实验小阻利用这两个器材探究:当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至10.00cm刻度处(图中己标出)),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入水中的深度h先后是:2.00cm,4.00cm,6.00cm、8.00cm,读出容器底到水面对应增加深度△h,利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p,结果如下表
F浮/N | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 |
Δp/Pa | 100 | 200 | 300 | 400 |
(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成________,如果物体浸没后继续增大它在水中的深度,F浮和△p都________(选填“增大”或“不变”或“减小”);
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于________________物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S),那么△p=________(用所给物理量字母表示);
(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积S=________cm2,因此圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是________cm。