题目内容

14．小明发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，由此他提出两个问题并完成了图中的实验：

问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力？
问题2：浮力大小与哪些因素有关？
（1）B图中弹簧测力计示数小于A图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块受到（选填“受到”或“不受到”）浮力，且此时浮力大小为0.5N．
（2）分析图B、C、D，说明浮力大小跟排开液体的体积有关．
（3）分析图A、C、E，说明浮力大小跟液体密度有关．
（4）某同学不小心把铁块浸没且碰到了装水的烧杯底部，弹簧测力计示数为2.7N，则此时铁块受到的浮力为1N．
（5）根据图中的实验数据，煤油的密度是0.8×103kg/m3．
（6）小明还想借助于橡皮泥探究浮力大小与物体形状是否有关．
简述实验方法：用弹簧测力计测出一块橡皮泥的物重G，然后将橡皮泥捏成两种不同的形状，先后浸没于同一杯水中，测出两次弹簧测力计的示数F1和F2．
分析与论证：若F1和F2相同，则与形状无关；若F1和F2不同，则与形状有关．

分析 （1）物体体受到液体的浮力就是液体对它向上托的力，会导致在液体中用弹簧测力计测重力时示数减小，减小的示数就是受到的浮力大小；
（2）探究铁块所受浮力大小与排开水的体积大小是否有关，应该控制液体的密度不变，改变排开液体的体积，比较弹簧测力计示数的大小就可以得出结论；
（3）浮力大小和液体的种类（密度）和排开液体的体积有关，在进行实验探究时，要注意控制变量法的运用；把握住所探究的相同量和不同量，再结合四个图示即可判断出结论；
（4）由阿基米德原理可知，物体所受浮力等于物体排开液体所受重力，据此分析答题；
（5）由A、E图可得铁块在煤油中受到的浮力，再根据阿基米德原理求出煤油的密度；
（6）实验中可用橡皮泥，易改变形状，需注意浸没在同一液体中，使液体密度和排开液体的体积相同；比较弹簧测力计的示数，分析解答．

解答 解：（1）根据浮力的概念，物体浸入液体后，测力计示数变小，则说明物体受到浮力；
浮力大小为：F浮=G-F=4N-3.5N=0.5N；
（2）根据图B、C、D可知，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，可知物体在液体中所受浮力的大小跟它排开液体的体积有关；
（3）比较A、C、E实验中，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，可知物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关；
（4）由图A与图D可知，金属块完全浸没在水中时受到的浮力是4N-3N=1N，金属块所受浮力等于金属块排开液体的重力，金属块浸没且碰到了装水的烧杯底部时，金属块排开水的重力不变，所受浮力不变，则金属块受到的浮力仍为1N；
（5）由A、E图可得铁块在煤油中受到的浮力：F浮油=G-F′=4N-3.2N=0.8N，
由阿基米德原理，铁块在煤油中收到的浮力，F浮油=ρ煤油gV排，①
铁块在水中收到的浮力，F浮水=ρ水gV排，②
由①比②可得，$\frac{{F}_{浮油}}{{F}_{浮水}}$=$\frac{{ρ}_{煤油}g{V}_{排}}{{ρ}_{水}g{V}_{水}}$=$\frac{{ρ}_{煤油}}{{ρ}_{水}}$，
代入数据，$\frac{0.8N}{1N}$=$\frac{{ρ}_{煤油}}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$，
解得，ρ煤油=0.8×103kg/m3；
（6）根据控制变量法，浸没在同一液体中，使液体密度和排开液体的体积相同；
简述实验方法：用弹簧测力计测出一块橡皮泥的物重G，然后将橡皮泥捏成两种不同的形状，先后浸没于同一杯水中，测出两次弹簧测力计的示数F1、F2，然后比较，若示数相同，则与形状无关，若示数不同，则与形状有关．
分析与论证：若F1和F2相同，则与形状无关；若F1和F2不同，则与形状有关．
故答案为：
（1）受到；    0.5；
（2）排开液体的体积；
（3）A、C、E；
（4）1；（5）0.8×103；
（6）用弹簧测力计测出一块橡皮泥的物重G，然后将橡皮泥捏成两种不同的形状，先后浸没于同一杯水中，测出两次弹簧测力计的示数F1和F2；
若F1和F2相同，则与形状无关；若F1和F2不同，则与形状有关．

点评 本题考查了实验现象分析，本题考查了控制变量法的应用，应用控制变量法分析图示实验现象、应用阿基米德原理即可正确解题．

练习册系列答案
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4．下列实例中，为了加快蒸发的是（　　）
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C．给盛有酒精的瓶子加盖D．给播种后的农田覆盖地膜
5．如图所示，密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置：一个是弹簧测力计测金属块重力，一个是装满水的杯子，杯口用塑料薄片覆盖并倒置悬挂在玻璃罩内，另一个充气的气球．在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，下列判断中，不正确的是（　　）
A．充气的气球会变大B．弹簧测力计的示数会变小
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2．如图，在“探究平面镜成像特点”的实验中如图甲所示，小林同学设计了下列实验步骤：
a．在水平桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块玻璃板，在纸上记录玻璃板的位置．
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c．用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到平面镜的距离．
d．改变玻璃板前蜡烛的位置，重复以上实验，在纸上记录物与像的位置．
e．点燃蜡烛A放在玻璃板前，看到它在玻璃板后面的像，在纸上记录蜡烛的位置．
（1）请将步骤b补充完整：完全重合．
（2）以上实验步骤，合理的顺序是a、e、b、d、c．（填写实验步骤前的字母）
（3）步骤d的实验目的是多次实验，便于得出普遍规律，避免实验结论的偶然性．
（4）如果玻璃板没有竖直放置，如图乙所示，在实验中会出现的现象是蜡烛B与A的像不能重合．
19．当洒水车在水平路面上匀速直线开动进行洒水作业时，关于它的动能和重力势能，分析正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能减小B．动能减小，重力势能增大
C．动能、重力势能都减小D．动能、重力势能都增大
6．如图所示，被提升的物体重100N，动滑轮重5N，忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力F是52.5N．动滑轮的实质是一个省力杠杆．
3．小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图象．实验时，当看到水中有大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中，就表明水在沸腾（填物态变化名称）．分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，最有可能的原因是水的质量较大．
4．甲、乙两个完全相同的杯子盛有盐水，将同一枚鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋在两杯中所处的位置如图所示，则（　　）
A．甲杯底所受的液体压强较大B．鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
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