题目内容
【题目】如图甲所示,底面积为S1=100cm2的容器内装有适量的某种液体,A为圆柱形木块,其底面积为S2=80cm2 , C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离.小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h1 , 小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F﹣h图象,此过程中液体始终没有溢出.(不计传感器C和轻杆B的重力和体积,g=10N/kg)
(1)除图甲所给实验器材外,还需要的测量工具是.(选填A.天平 B.刻度尺 C.量筒)
(2)观察图象,分析可知:①h1=cm,木块A的总高度是cm.
②在木块A没有浸没之前,当h增大时,压力传感器的示数 , 木块A所受浮力 , 在木块A浸没后至接触容器底之前,压力传感器的示数 , 木块A所受浮力(以上均选填“增大”“减小”或“不变”).③木块A的重力是N.
(3)利用此实验装置可测该液体的密度,其值为kg/m3.
(4)木块A全部浸没液体后,与木块A放入液体前比较,液体对容器底部产生的压强增加了pa.
【答案】
(1)刻度尺
(2)4,10,增大,增大,不变,不变,4
(3)1.25×103
(4)1000
【解析】(1)由于测液体压强时,而要液体的深度,所以还应有刻度尺;
(2)①当木块A静止时,所受的压力为0,由图乙可知,此时的深度h1=4cm,当浮力刚达到最大值时的深度就是木块的总高度,由图示可知,总高度10cm;②由图示可知,在木块A没有浸没之前,当h增大时,压力传感器的示数增大,浮力也是增大的;在木块A浸没后至接触容器底之前,压力传感器的示数不变,浮力也是不变的,由于排开液体的多少不变;③由F=0时,A处于漂浮状态,F浮=GA;当物体A浸没时,根据受力分析有F1浮=GA+F压;其中浮力的公式为F浮=ρ液gS2h,由图像可知,当h=10cm时,压力F=6N,联立方程组上面两个方程,可得A的重力为4N;
(3)由F=0时,A处于漂浮状态,F浮=GA;可知ρ液gS2h=4N,所以可求出该液体的密度为1.25×103kg/m3;
(4)浸没时与未放入圆柱体相比,排开水的体积V排=S2h'=80×10=800cm3,水面上升的高度 ,增加的液体压强△p=ρ液g×△h=1000Pa.
故答案为:(1)刻度尺;(2)①4;10;②增大;增大;不变;不变;③4;(3)1.25×103;(4)1000.
本题考查了平衡力和浮沉条件、阿基米德原理公式、压强公式的应用.首先要熟练掌握相关的计算公式.关键是正确分析图象,知道压力为0和最大时A在液体中的状态.
【题目】测量滑轮组机械效率的实验装置如图.
(1)实验中,需要测量4个量:①用弾簧测力计测出钩码重G;
②拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F的値;
③用测出钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离S.
(2)某同学实验数据如下表.
次数 | 钩码所受重力G/N | 提升的高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 机械效率η |
1 | 2 | 0.1 | F1 | 0.2 | 71.40% |
2 | 4 | 0.1 | 2.5 | 0.2 | η2 |
3 | 6 | 0.1 | 3.5 | 0.2 | 85.70% |
其中图17的弹簧测力计显示了第1次实验的拉力大小F1=N;用公式η=(用题中符号表示)求出第2次实验滑轮组的机械效率η2=.
(3)分析实验数据可知,滑轮组的机械效率随着所挂钩码重力的增加而.