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
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网