题目内容

在弹簧测力计下挂一个圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,直到圆柱体的底部与烧杯底部接触为止(设烧杯的底面积为1dm2),如图已给出了整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降高度h变化的图象.由图象可知,下列说法中错误的是(取g=10N/kg)


  1. A.
    圆柱体所受的最大浮力为8N
  2. B.
    圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
  3. C.
    圆柱体的体积为4×10-3m3
  4. D.
    圆柱体在下降的全过程中重力所做的功为1.08J
C
分析:(1)当物体全部浸没水中,排开液体的体积最大,因此物体受到的浮力最大;
(2)由阿基米德原理求出V,V=V;由公式G=mg求出质量,再根据密度公式即可求出物体的密度.
(3)当物体没有浸入水中时,物测力计的示数等于物体的重力;
根据圆柱体下降高度h变化的图象,可知h=9cm=0.09m.利用W=Gh可求得圆柱体在下降的全过程中重力所做的功
解答:(1)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,
F=G-F=12N-4N=8N,故A正确;
(2)由阿基米德原理FVg得:
V===8×10-4m3
因为物体是全部浸没,所以V=V=8×10-4m3,故C错误;
由公式G=mg可求出物体的质量:
m===1.2kg,
ρ===1.5×103kg/m3,故B正确;
(3)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,
此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,G=F=12N;
圆柱体在下降的全过程中重力所做的功W=Gh=12N×0.09m=1.08J.故D正确.
故C.
点评:本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大.
练习册系列答案
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(2012?重庆)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在下表中.

 液体种类  实验序号  物体重力
G(N)
 弹簧测力计示数F(N)  物体受到浮力F(N)  排开液体体积V(cm3
 水
ρ=1.0g/cm3
 1  2  1.5    50
 2  1.0  1.0  100
 3  0.5  1.5  150
 酒精
ρ酒精=0.8g/cm3
 4  2  1.6  0.4  50
 5  1.2  0.8  100
 6  0.8  1.2  150
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为
2
2
N,第一次实验中物体所受的浮力F=
0.5
0.5
N.
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越
,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号
1、4或者2、5或者3、6
1、4或者2、5或者3、6
可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G=
0.5
0.5
N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证
阿基米德
阿基米德
原理.
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是为了
A
A
(选填字母序号).
A.寻找普遍规律
B.取平均值减小误差
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越
.于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的
0.7
0.7
N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.
在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在表中.

液体种类 实验
序号
物体重力
G/N
弹簧测力计示数F/N 物体受到的
浮力F/N
排开液体
体积V/cm3
水ρ=
1.0 g/cm3
1 2 1.5 0.5 50
2 1.0 1.0 100
3 0.5 1.5 150
酒精
ρ酒精=
0.8 g/cm3
4 2 1.6 0.4 50
5 1.2 0.8 100
6 0.8 1.2 150
(1)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当
液体密度
液体密度
相同时,物体
排开液体体积
排开液体体积
越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号
1、4或2、5或3、6
1、4或2、5或3、6
可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
(2)通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证
阿基米德
阿基米德
原理.
(3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是
A
A
 (选填字母序号). A.寻找普遍规律   B.取平均值减小误差
(4)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越
.于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示.当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的
0.7
0.7
N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.

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