题目内容

【题目】小明用如图所示装置研究浮力大小跟物体排开液体体积关系实验时,将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢地浸入水中(水足够深),在接触容器底之前,分别记下圆柱体下面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

h(cm)

0

4

8

10

12

F(N)

6.75

5.75

4.75

4.25

4.25

(1)由实验数据可知, 金属块重_____N,完全浸没时受到的浮力是 N.

(2)表中第1次到第3次实验数据,说明了浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积_______(填“有关”或“无关”);分析表中第4次和第5次实验数据,说明了浮力的大小与浸没的深度 (填“有关”或“无关”)。

(3)下图中能正确反映F和h关系的图像是______.

(4)该金属圆柱体的密度是: kg/m3

(5)小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,做了如下的实验:

①你认为更为合理的实验顺序是 。

②通过实验你得到的结论是:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的__________。

【答案】(1)6.75; 2.5 ;(2)有关,无关(3)C ;

(4)2.7×103 kg/m3(5)①DABC或ADBC; ②重力

【解析】

试题分析:(1)由表中实验数据可知,h为0时,物体受到的浮力为零,弹簧测力计示数为6.75N,则物体的重力G=6.75N;金属块完全浸没时,测力计示数为4.25N,物体所受浮力F浮 =G-F拉 =6.75N-4.25N=2.5N;

(2)由表中第1至第3次实验数据可知,随圆柱体浸入水中的深度增加,物体排开水的体积增大,弹簧测力计示数减小,物体受到的浮力增大,由此可得:浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积有关;

(3)由表中第4、5列实验数据可知,物体完全浸没在水中,随h增大,F不再改变,根据F浮 =G-F可知,物体所受的浮力大小不变,由此可得:物体浸没在同种液体里,所受浮力的大小与浸没的深度无关;由表中实验数据可知,拉力F随h的变化趋势是,先变小后不变,由图示可知,C正确;

(4)完全浸没时浮力为6.75N-4.25N=2.5N;根据F浮=ρ水gV排,物体体积V=V排=F浮/ρ水g=2.5N/1.0×103kg/ m3× 9.8N/kg=2.5×10-4 m3;物体密度ρ=m/V=G/gV=6.75N/9.8N/kg×2.5×104m3=2.7×103 kg/m3 ;

(5)①要先测物体的重力和空桶的重力,然后再把物体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;所以合理的实验顺序是:D、测出空桶所受的重力;A、测出物体所受的重力;(A、D顺序可互换)B、把物体浸没在装满水的溢水杯中,读出弹簧测力计的示数;C、测出桶和排开的水所受的重力,合理的实验顺序是DABC(或ADBC);

②通过实验你得到的结论是:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。

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【题目】阅读短文,回答问题.

单摆

单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于一定点,另一端固结一个重小球,就构成单摆。单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.单摆需要满足以下条件:摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,并且满足偏角小于10°.

如图是一个单摆模型,均匀小球中心到固定点的距离称为摆长,一般用L表示。把小球拉开一个小角度至A处,放开小球后,小球将沿着AOB的轨迹做往复运动,A、B两点为运动过程中的最高点。

我们把O点称之为平衡位置,该点的速度最大,假如小球从A到O点时开始计时,那么小球按照O—B—O—A—O轨迹回到O时停止计时,这段时间我们称之为单摆的周期。单摆的周期也可看作小球从A点出发到下一次回到A点时经历的时间。

小刚想探究单摆的周期与什么因素有关,他做了相关实验,实验数据如下:实验中小刚先用质量为50g的小球做实验,然后换用100g的小球重做实验。图2为周期的平方与摆长L的关系,图3是生活中的钟摆,其原理与单摆类似。

摆长L(cm)

30个周期T30(s)

1个周期T(s)

周期的平方T2(s2)

质量为100g的小球的T30(s)

93.76

58.35

1.945

3.7753

58.30

83.68

55.05

1.835

3.3709

55.08

73.46

51.55

1.718

2.9632

51.51

63.44

47.50

1.583

2.5075

47.56

53.71

44.70

1.490

2.2144

44.70

阅读全文,回答以下问题:

(1)图1中,从能量角度看,小球从A到O是__________能转化为__________能。

(2)从文中可看出,在误差允许范围内,可以判断与单摆周期一定无关的物理量是__________。

(3)小刚在探究单摆周期的影响因素过程中,除了用到图1 所示的器材,还需要的一个器材是_______;他先测30个周期,从而算出一个周期,这样做的好处是_________________。

(4)夏天天气炎热,钟摆的摆杆容易因为热胀冷缩而变长,这样会导致时钟变_____(填“快”或“慢”)

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