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.
| F(N) | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 |
| F′(N) | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 |
(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.
| A. | 马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在 | |
| B. | 用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压增大使水的沸点降低 | |
| C. | 大气压不仅随高度而发生变化,同时还受天气、季节等因素的影响 | |
| D. | 做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值偏小 |
(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 | 2.1 | 0.4 | 1.6 | 0.8 | 0.84 | 1.28 | 65.6 |
| 棉布 | 2.1 | 0.4 | 2 | 0.8 | 0.84 | 1.6 | 52.5 |
(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.
| A. | 中学生爬一层楼高度所做的功约为15000J | |
| B. | 两个鸡蛋的重约为1N | |
| C. | 中学生站立时对水平地面的压力约为6×103N | |
| D. | 一张课桌的高度约1.5m |
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 | 186 | 214 | 28 |
| 2 | 3 | 下 | 186 | 214 | 28 | |
| 3 | 3 | 侧 | 186 | 214 | 28 | |
| 4 | 9 | 下 | 158 | 242 | 84 | |
| 5 | 盐水 | 3 | 下 | 185.5 | 214.5 | 29 |
| 6 | 9 | 下 | 156.5 | 243.5 | 87 | |
(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).