题目内容

1.小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图1所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如表:
次数1234567
h(cm)024681012
F(N)7.757.256.756.255.255.255.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重7.75N,第3次实验时,物体受到的浮力1N;
(2)第5、6、7次实验中弹簧秤的示数为什么不变?浸没在液体中的物体,所受浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)分析表中第1列到第5列数据,说明物体受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(4)如图2能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是B.

分析 (1)浸没深度为0时,弹簧测力计的示数就是物体的重力,物体受到的浮力可用称重法的表达式F=G-F求出;
(2)第5、6、7列数据中h还在增大,但F不再改变,说明浮力不再与h有关,找出原因就可得到结论;
(3)同时关注h和F的变化趋势,可发现浮力是随着h的增大而增大的,而h的增大表明其排开液体的体积在增大;
(4)明确横纵轴表示的内容,再分析F随h的变化趋势,与表格中的实验结果相对照.

解答 解:
(1)读表格可知,h为0时,物体的重力G=7.75N,第3次实验时,物体所受浮力F=G-F=7.75N-6.75N=1N;
(2)第5、6、7列数据中h增大,但F不再改变,说明物体已完全浸没,因此可得:浸没在液体中的物体,所受浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)分析表中第1-5列数据,观察h和F的变化趋势可得,在物体浸没液体前,物体受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(4)通过分析表格中的数据可知,F随h的变化趋势是,先变小再不变,因此,只有选项B符合题意.
故答案为:(1)7.75;1;
(2)浸没在液体中的物体,所受浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)物体受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(4)B.

点评 通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力,对表格数据的分析是本题的重点,控制变量法依然是此类实验必须要用到的,此题的易错点在于分析图象时要注意:弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F随h的变化是不同的.

练习册系列答案
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6.一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板,以中线MN为界,对比观察左右两部分,发现粗糙程度可能不一样,哪一侧更粗糙?同学们进行了研究.

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②小华左右手戴上同样的手套,木板水平对称地放在左右手上,现左手向左、右手向右,使两手距离快速增大,若木板向左运动,则木板左(左/右)侧更粗糙.
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A.将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点,另一端分别与同一滑块接触.
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小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度,小华提出疑义.
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第一次:把木块放在长木板上,用弹簧测力计水平拖拉木块,使木块做匀速直线运动(如图甲),读出弹簧测力计的示数,并记入表中;
第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图乙),记下相应的示数;
第三次:把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图丙),记下相应的示数.

(1)请你帮助小明填全表格内的数据;
实验次数木块对木板的压力/N弹簧测力计的示数/N滑动摩擦力/N
1204.04
2204.04
3408.0
(2)比较第1、2两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关;
(3)比较第1、3两次实验数据,可以初步得出的结论是:在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大.
(4)根据以上分析,可以判断图丁中图线b表示滑动摩擦力f随接触面积的变化关系,图线a表示滑动摩擦力f随压力变化的关系.
(5)本实验中摩擦力的测量是间接(选填“直接”或“间接”)测量的,必须在水平方向上匀速拉动木块才能测出摩擦力的原因是(填物理原理):二力平衡条件.
(6)在物理创新实验大赛上,一同学对该实验进行了改进,其实验方法如图戊所示,根据弹簧测力计的示数也能得知摩擦力的大小,请你说明这种改进的好处是(写出一个优点即可):
弹簧测力计的示数更稳定,便于读数.

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