题目内容
【题目】如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面.下列说法正确的是( )
A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变
D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小
【答案】D
【解析】解: A、乒乓球在上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力变小;所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变、后变小,故A错;
B、乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,乒乓球因为动能转化为重力势能而上升,故B错;
CD、乒乓球上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,水的深度不变,由p=ρgh可知水对杯底的压强不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,水的深度变小,由p=ρgh可知水对杯底的压强变小;所以乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变、后变小,故C错、D正确.
故选D.
(1)乒乓球在上浮过程中,分两个过程:一是全浸入水中的上升过程,二是露出水面到脱离水面;分析两个过程排开水的体积变化,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g得出受到的浮力变化;(2)乒乓球脱离水面上升,动能转化为重力势能;(3)乒乓球在上浮过程中,分两个过程:一是全浸入水中的上升过程,二是露出水面到脱离水面;分析两个过程水的深度变化,利用液体压强公式p=ρgh得出水对杯底的压强变化.
【题目】小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想. 猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).
实验数据如下表:
实验序号 | 铅球代号 | 铅球质量/g | 下落高度/m | 陷入沙中的深度/m |
① | A | 200 | 0.5 | 0.1 |
② | B | 400 | 0.5 | 0.25 |
③ | C | 200 | 1 | 0.2 |
④ | D | 200 | 1 | 0.2 |
(1)本实验中,采用的研究问题的方法是 . (写出一种方法即可)
(2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过来反映的.
(3)为验证猜想二,应比较(填实验序号),得到的结论是:当物质量相同时, .
(4)比较③④,得到的结论是 .
(5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能,其中B球的动能为J.(忽略空气阻力,g=10N/kg)