题目内容

15．如图甲，底面积为80cm2的圆筒形容器重5N内装有适量10cm深的水，放在水平桌面上，底面积为60cm2，高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸入圆筒形容器内的水中时（水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面与水面的距离h的关系．（不计细线重）
（1）除图中的器材外，还需要的测量工具是刻度尺
（2）小王从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下九组F，并将测量的结果填写在下面的表格中．
①依据表中数据，在图乙中的方格纸中画出F与h关系的图象．
实验次序123456789
h/cm0246810121416
F/N9.07.86.65.44.23.01.81.81.8
②由表中数据可知，物体A的重力为9N．
③分析表中数据、观察图象，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小（选填“增大”、“减小”或“不变”），当物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度无关（选填“有关”或“无关”）
④从表格可知：在做次序3的实验时，物体A受到的浮力为2.4N．
（3）物体A在h=8cm时与未放入物体A前比较，容器对地面的压力增加4.8N．
（4）物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较，水对容器底产生的压强增加了900Pa．

分析 （1）由题要测量物体A下表面与水面的距离h的关系可知还需要的测量工具；
（2）①根据表格数据描点连线画出图象；
②根据图象知道在未浸入水中之前，弹簧测力计的示数为物体重力；
③物体浸入水中到完全浸没；物体完全浸没在水中．弹簧测力计的示数变化可以从数据中得出；
③由表格第3次实验，根据F浮=G-F计算浮力；
（3）物体A受到水的浮力，根据力的作用是相互的，物体对水有向下的压力，由此得到容器对地面增加的压力；
（4）已知物体的底面积和高度，可以得到体积；物体完全浸没排开水的体积等于它的体积；已知物体的体积和容器的底面积，可以得到放入物体排开水的深度；已知水的密度和物体排开水的深度，利用P=ρgh可以得到水对容器底部增加的压强．

解答 解：
（1）探究弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面与水面的距离h的关系，由图可知还需要刻度尺；
（2）①根据表格数据描点连线画出图象，如图所示：
；
②分析图象数据可以得出结论：在物体A没有浸没之前，弹簧测力计的示数为9N，即物体重力为9N；
③在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小；在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变；由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度无关．
④由表格第3次实验数据可知：圆柱形受到的浮力为F浮3=G-F3=9N-6.6N=2.4N；
（3）由表格实验数据可知，圆柱形浸入深度h=8cm时，受到的浮力为F浮5=G-F5=9N-4.2N=4.8N，
因为力的作用是相互的，所以圆柱体A对水有向下的压力，由此可知容器对地面的压力增加4.8N；
（4）物体完全浸没时排开水的体积为V排=VA=SAhA=60cm2×12cm=720cm3
水面上升高度为h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{容}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m，
水对容器底部增加的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa．
故答案为：
（1）刻度尺（2）①图象见上图；②9；③减小；不变；无关；④2.4；（3）4.8；（4）900．

点评 探究F与h的关系时，在未浸没之前，弹簧测力计的示数为物体重力，有的同学错误的认为，浮力与深度有关，这种认识是片面的，因为忽视了深度变化引起排开液体体积的变化．

练习册系列答案
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5．下列关于粒子和宇宙的认识，正确的是（　　）
A．固体不易被压缩，说明分子间有斥力
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心
C．用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙
D．在氧原子、质子、水分子中尺度最小的是氧原子
6．小明做“研究液体的压强”实验时，使用的压强计如图：

（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图（a）所示的情景，出现这种情况的原因是：U形管左边支管液面上方的气压大于大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）；调节的方法是：B
A．将此时右边支管中高出的液体倒出
B．取下软管重新安装
（2）小明再作图（b）所示的检查，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化，出现这种情况的原因是：软管气密性不好（漏气）．
（3）得到的几组数据如下表，根据表中的数据．请回答下列问题：
序号液体深度/cm橡皮膜方向压强计左右液面高度差/cm
1水5朝上4.8
2水5朝下4.8
3水5朝侧面4.8
4水10朝侧面9.5
5水15朝侧面14.2
6酒精15朝侧面11.4
①比较序号为1、2、3的三组数据，可得出的结论是：同种液体内部同一深度，液体朝各个方向都有压强，且压强大小相等．
②比较序号为3、4、5的三组数据，可得出的结论是：同种液体内部，深度越深，液体压强越大?．
③比较序号为5、6的两组数据，可得出的结论是：同一深度，液体密度越大，液体压强越大．
3．下表是小英同学探究重力与质量的关系时得到的实验数据．
实测
物体		物体的质量
m/kg		重力
G/N		比值

$\frac{G}{m}$/N•kg-1
物体10.10.989.8
物体20.21.969.8
物体30.32.949.8
（1）在实验过程中，需要的测量工具是天平和弹簧测力计．
（2）分析表中实验数据，得出结论是：重力和质量成正比．
（3）在通常情况下，我们认为g为9.8N/Kg，但经过科学家的精确测量，发现在不同的地理位置g值存在着微小差异．下表为各个不同城市的g值大小，观察分析表中提供的数据，回答下列问题：
地点赤道广州武汉上海北京纽约莫斯科北极
g值大小9.7809.7889.7949.7949.8019.8039.8169.832
地理纬度0°23°06′30°33′31°12′39°56′40°40′55°45′90°
①g值相同的城市是武汉和上海；
②猜想g值变化的可能原因是地理位置．
③我国与许多国家之间的贸易往来频繁，在这些往来的货物运输中，发货单上所标示的“货物重量”，实质上应该是指货物的质量．
10．唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”．一个“卷”字用得恰到好处，风将茅草卷起来，因为屋顶空气流动速度大于屋内的空气流动速度，屋外空气的压强小于（填“大于”或“小于”）屋内空气的压强，屋内外产生的压力差将茅草吸上去．
20．下列说法中正确的是（　　）
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4．根据你的生活经验判断，下列数据最接近实际的是（　　）
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C．小明上学时步行的速度大约是5m/sD．物理课本的长度大约是100cm
5．有两只杯子，分别盛有清水和盐水，但没有标签，你能否用压强计将它们区别开？
（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，但小明发现如图（a）所示的情况，调节的方法是：B
A．将此时右边支管中高出的液体倒出    B．取下软管重新安装
（2）压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中，如图（c）和（d）所示．他发现图（d）中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图（d）杯子中盛的是盐水．
①你认为，小明的结论是不可靠的（填“可靠的”或“不可靠的”）；
②简要说明理由：金属盒在两种液体中的深度不同（或没有控制金属盒在两种液体中的深度）．

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