题目内容

15．图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置，其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓缓浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图象如图2中实线所示．

（1）物体A重为3N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为1200Pa；
（2）浸没前，物体A逐渐浸入水的过程中，水对容器底部的压强将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）物体A的密度为1.5×103kg/m3；
（4）小通换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象，则该液体密度为0.8g/cm3．

分析 （1）当h=0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力，物体A放在水平桌面上时对桌面的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出对桌面的压强；
（2）浸没前，物体A逐渐浸入水的过程中，容器内水的深度增大，根据p=ρgh可知水对容器底部的压强变化；
（3）由图2可知物体浸没在水中时弹簧测力计的示数，根据称重法求出物体A受到水的浮力，根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为物体的体积，根据G=mg=ρVg求出物体A的密度；
（4）由图2可知物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数，根据称重法求出物体A受到液体的浮力，根据阿基米德原理求出该液体密度．

解答 解：（1）当h=0时，弹簧测力计的示数为3N，即物体A的重力G=3N，
物体A放在水平桌面上时，对桌面的压力：F=G=3N，
对桌面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1200Pa；
（2）浸没前，物体A逐渐浸入水的过程中，容器内水的深度增大，由p=ρgh可知，水对容器底部的压强增大；
（3）由图2可知，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=1N，
物体A受到水的浮力：F浮=G-F′=3N-1N=2N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮=ρgV排可得，物体A的体积：V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$；
由G=mg=ρVg可得，物体A的密度：
ρ=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{G}{\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}×g}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$ρ水=$\frac{3N}{2N}$×1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3；
（4）由图2可知，物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数F″=1.4N，
物体A受到液体的浮力：F浮′=G-F″=3N-1.4N=1.6N，
该液体密度：
ρ液=$\frac{{F}_{浮}′}{gV}$=$\frac{{F}_{浮}′}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ水=$\frac{1.6N}{2N}$×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3．
故答案为：
（1）3；1200；（2）增大；（3）1.5×103；（4）0.8．

点评 本题考查了压强公式、称重法求浮力、液体压强公式、阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键．

练习册系列答案
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5．力的作用是相互的，甲对乙施加一个力，同时乙对甲也施加一个力．小明想：这两个力之间存在什么关系呢？为了探究相互作用的两个力之间的关系，他设计以下实验：把两弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉弹簧测力计A，此时，A弹簧测力计对B弹簧测力计有一个拉力F，大小从B弹簧测力计中读出，同时，B弹簧测力计对A弹簧测力计也有一个拉力F′，大小从A弹簧测力计读出．改变手拉弹簧的力，此两弹簧测力计的示数也随着改变，小明读出一组数据如表：
F（N）0.511.522.5
F′（N）0.511.522.5
（1）根据小明的实验，你可以得出：两物体之间相互作用的两个力大小相等，方向相反，并在一条直线上．
（2）以卵击石，石头没有损伤而鸡蛋破了，这一现象中，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小上有何关系石头对鸡蛋的力等于鸡蛋对石头的作用力．
6．小雨做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验时．他的实验操作步骤如图所示，实验过程如图：
A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的重力；
B．将水倒入溢水杯中；
C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出此时弹簧测力计的示数；
D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
F．整理实验器材．
请根据小雨的实验过程回答下面问题：
（1）指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：没有用弹簧测力计测出小空桶的重力．
（2）指出上面实验操作中的一处错误是：B步骤中溢水杯没有装满水，此时测出的浮力F与溢出水的重力G的大小关系：F＞G．
（3）改正上述错误重新进行实验，得出的正确实验结论是：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体所受的重力．
（4）如果在C步骤中将物体浸没液体的深度更大些，对实验结论没有（选填“有”或“没有”）影响．
（5）若用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验，则与上述操作不同的一个步骤是C（填字母）．
3．如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋，我们人类就生活在这“大气海洋”的底部，承受着大气对我们的压强--大气压．下列有关叙述中错误的是（　　）
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（1）请将下列实验步骤中的空白补充完整．
实验步骤：
①用弹簧测力计测出木块的重力．
②用弹簧测力计匀速直线拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数．
③用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h．
④记录实验数据并填入表中．
⑤保持斜面的倾斜程度一定，将棉布铺在木板上，重复上述步骤．
斜面表面状况木块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η（%）
木板2.10.41.60.80.841.2865.6
棉布2.10.420.80.841.652.5
（2）该实验中采用了控制变量的研究方法．
（3）计算斜面表面为棉布是的机械效率52.5%．
（4）分析实验数据可以得出实验结论：在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低．
20．下列数据最符合实际的是（　　）
A．中学生爬一层楼高度所做的功约为15000J
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7．工人用动滑轮将425N的重物匀速提升4m，所用的拉力为250N，时间为20s，拉力的功率为100W，机械效率为85%．
4．小明利用矿泉水瓶做了有关压强的实验．
实验一：如图甲（1），瓶中装满水，用薄纸片盖住瓶口后倒置，纸片不会落下说明了大气压的存在；若将瓶子倾斜一些如图甲（2），该实验仍能成功，说明了各个方向都有大气压；若将整个装置瓶口向下悬挂在密闭玻璃罩内如图甲（3），并用抽气机不断抽去罩内空气，则玻璃杯中水和塑料片将落下．
实验二：在瓶子侧壁不同高度处开三个同样大小的孔如图乙，用手指堵住小孔往瓶中注满水．放开手指，观察到小孔的位置越低，从小孔射出的水越急，说明液体的压强随深度的增加而增大．
5．小刚同学为了探究“液体内部压强与哪些因素有关”，提出如下猜想：
猜想1：液体内部压强的大小，可能与液体的深度、密度有关；
猜想2：在一种液体中，深度相同时，液体向各个方向压强的大小可能不同．
为了验证猜想1和猜想2，他借用实验室的一个压强计和其他器材探究液体内部压强．探究时记录的数据如下表．

序号液体深度
h/cm		橡皮膜
朝向		压强计
左液面
h1/mm		右液面
h2/mm		高度差
Dh/mm
1水3上18621428
23下18621428
33侧18621428
49下15824284
5盐水3下185.5214.529
69下156.5243.587
（1）从序号为2、4的两组数据可得出结论：同种液体，深度越大，压强越大；
（2）从序号为2和5；或4和6的两组数据可得出结论：深度相同时，液体压强的大小跟液体的密度有关系．
（3）请你参考实验数据，在图（乙）和（丙）中画出U形管中的液体（涂黑）．

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