题目内容
【题目】小金按照图的A、B、C、D的步骤来探究浮力的大小跟哪些因素有关:
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(1)比较A、B、C三次实验可知浮力的大小与_________________有关;要探究物体所受浮力的大小与液体的密度是否有关应选择___________三个图(填序号);
(2)小金通过所测量出来的数据,计算出金属块的体积V金=_______m3,金属块的密度ρ金=______kg/m3;
(3)小金又利用弹簧测力计,溢水杯,小烧杯和铁架台测量金属块的密度。
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A.将装满水的溢水杯放置在铁架台的支架M上,把弹簧测力计固定在铁架台上方,空小杯、金属块均挂在弹簧测力计挂钩上,如图甲所示,读出此时弹簧测力计示数为F1=7.2 N;
B.缓慢抬升支架M,金属块完全浸没到水中时支架静止,溢水杯流出的水滴入下方小杯中,在金属块浸没的过程中(金属块未接触容器底和容器壁),弹簧测力计的示数____(选填 “变大”、“变小”或“不变”);
C.继续缓慢抬升支架M,直至金属块完全沉到水底时(细绳弯曲,不计绳重)支架静止,如图乙所示,读出此时弹簧测力计示数为F2=3.6 N;
D.再缓慢降低溢水杯支架M,金属块逐渐露出水面,如图丙所示,该过程中弹簧测力计的示数_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。金属块完全离开水面后保持静止,读出弹簧测力计示数F3=9.0 N;
(4)根据所测量的数据计算出金属块的密度ρ金=_______kg/m3,若上面D步骤中金属块离开水面的过程中表面沾有少量的水,则所计算出金属块的密度________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
【答案】排开液体的体积 ACD 2×10-4 3.2×103 不变 变大 3×103 偏小
【解析】
第一空.比较A、B、C三次实验,液体密度相同时,排开液体的体积不同,拉力不同,由F浮=G-F得到浮力不同,可以得到浮力与排开液体的体积有关;
第二空.要探究物体所受浮力的大小与液体的密度是否有关,应保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,比较A、C、D三次实验;
第三空.由图A得到金属块的重力为6.4N,由图C得到金属块全部浸入水中受到的拉力为4.4N,金属块全部浸入水中受到的浮力
F浮=G-F=6.4N-4.4N=2N,
金属块的体积V金=V排=
=2×10-4m3;
第四空.金属块的密度ρ金=
=3.2×103kg/m3;
第五空.平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中,由阿基米德原理可知,在此过程中物体受到的浮力等于排开液体所受的重力,故弹簧测力计的示数不变;
第六空.缓慢降低溢水杯支架M,金属块逐渐露出水面,金属块受到的浮力变小,由F=G-F浮得到拉力变大,弹簧测力计的示数变大;
第七空.图乙中金属块所受到的浮力为:
F浮1=F3-F1=9N-7.2N=1.8N,
金属块的体积
V= V排=
=1.8×10-4m3,
金属块的重力
G=F3-F2=9N-3.6N=5.4N,
金属块的密度ρ=
=3×103kg/m3;
第八空.金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力测的数值偏大,根据F浮=G-F可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大,由阿基米德原理得到金属块的体积偏大,由ρ=
得到金属块的密度偏小。