题目内容

【题目】小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。

(1)CE两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体_____的关系;根据AE两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为_____N

(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关;

①对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而_____(填“增大”“减小”或“不变”);

②当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度_____(填“有关”或“无关”)。

(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为_____kg/m3

(4)小明利用浮力和杠杆的知识,发明了一个密度称,如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在AB两端分别挂有两个完全相同的正方体CD,小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C浸没与液体中,移动物体D,使杠杆在水平位置平衡,OB上便可以标出不同液体的密度值,那么这种密度称OB上的刻度是_____的。(填“均匀”或“不均匀”)

【答案】密度 2.4 增大 无关 1.2×103 不均匀

【解析】

(1)[1]对比CE两图,排开液体体积相同,深度相同,液体密度不同,则探究的是浮力与液体密度的关系。

[2]A图可知物体重力为8NE图弹簧测力计示数为5.6N,则可得浮力为

F=G-FE=8N-5.6N=2.4N

(2)[3]对比ABC三图可知,液体密度相同,排开液体体积越大,弹簧测力计示数越小,即浮力越大,则对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。

[4]对比ACD三图可知,液体密度相同,排开液体体积相同,随着深度改变,弹簧测力计示数不变,即浮力不变,则当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。

(3)[5]ACE三图可知当物体浸没在水和盐水中时,所受浮力分别为2N2.4N,由于在CE中均浸没,排开液体体积等于物体体积,则排开液体体积相同,由可知,水与盐水密度之比等于浮力之比,即

解得盐水密度为1.2×103kg/m3

(4)[6]设液体密度为,正方体体积为V,重力为G,则左端绳子对A点向下的拉力为

设平衡时正方体D距离O点的距离为l,则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可得

解得

由于GlOAVg均为定值,则可得与正方体D距离O点的距离为l不成正比或反比,则刻度不均匀。

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