题目内容
10.开县某中学的小强同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.如图表示探究过程及有关数据.(1)在第②步中圆柱体金属块所受浮力F浮=1N.
(2)分析②、③、④三步,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关.
(3)分析④⑤步,说明浮力大小跟液体的密度有关.
(4)小强边做边思考,觉得浮力可能还和以下因素有关:
①跟物体的重力有关;
②跟物体的形状有关;
于是小强利用上面实验中的器材,同时又找来了体积相同的实心铁块和铝块,一团橡皮泥,设计了实验进行探究,实验过程如下,请你帮他把实验步骤补充完整.
①用弹簧测力计分别测出铁块和铝块的重力为G1、G2;
②用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2;
③用细线拴住橡皮泥挂在弹簧测力计挂钩上,把橡皮泥浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为F3;
④把橡皮泥拉出来,然后改变橡皮泥的形状,再把橡皮泥浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为F4;
⑤实验结束后,小强认真分析了数据发现:G1-F1=G2-F2;F3=F4,你认为浮力与物体的重力和形状无关(选填“有关”、“无关”).
(5)小强结束了自己的实验探究,就马上得出了自己认为具有普遍意义的结论.你认他的实验结果可靠吗?不可靠(选填“可靠”或“不可靠”),请你分析小强的实验设计的不足之处只用了一种液体,测量了一组数据,结论不具普遍性.
分析 (1)利用图①、②,根据称重法可求出第②步中圆柱体金属块所受浮力;
(2)分析②、③、④所示实验,找出不变的量和变化的量,确定浮力与变化量之间的关系;
(3)要比较浮力与液体密度的关系,需要控制其排开液体的体积相同,只改变液体的密度,据此可判断符合要求的实验次数;
(4)研究浮力与重力的大小关系,要控制排开液体的体积和密度不变,改变物体的重力大小,根据称重法求浮力大小;
研究浮力大小与形状的关系,保持排开液体的体积和密度不变,只改变其形状;通过分析数据关系得出结论;
(5)一个探究实验应改变实验条件进行多次探究,这样才能避免偶然性,得出具有普遍性的结论.
解答 解:
(1)图①金属块受到的重力G=10N;图②中物体所受的浮力F浮=G-F1=10N-9N=1N;
(2)分析②、③、④可知,是同种液体,只是物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数也不同,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)要比较浮力与液体密度的关系,需要控制其排开液体的体积相同,只改变液体的密度,图④、⑤符合探究的要求;
(4)②用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2;
④把橡皮泥拉出来,然后改变橡皮泥的形状,再把橡皮泥浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为F4;
⑤实验结束后,小强认真分析了数据发现:G1-F1=G2-F2;F3=F4,说明浮力与物体的重力和形状无关;
(5)他的实验结果不可靠;从小强的实验探究过程可以看出,他只用了一种液体,测量了一组数据,所以结论不具普遍性.
故答案为:(1)1;
(2)物体排开液体的体积;
(3)④⑤;
(4)②浸没在水中;④改变橡皮泥的形状;⑤无关;
(5)不可靠;只用了一种液体,测量了一组数据,结论不具普遍性.
点评 本题考查“探究浮力的大小跟哪些因素有关”,涉及称重法、对实验现象的分析等,并渗透了控制变量法、归纳法的考查,综合性较强.
| t/s | s/m |
| 0.0 | 0.000 |
| 0.4 | 0.036 |
| 0.8 | 0.0469 |
| 1.2 | 0.957 |
| 1.6 | 1.477 |
| 2.0 | x |
(2)接下来,该同学将质量相同、数量不同(1只、2只、3只、4只、5只)的“小纸杯”先后叠放在一起从空中释放,并分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示,则观察图(b)中单个纸杯的速度一时间图线1可知,小纸杯最后做匀速直线运动,此时,它所受空气的阻力等于自身重力(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)单个纸杯和5只叠放纸杯比较,在它们各自到达匀速运动时所受的空气阻力之比f1:f5=1:5.
| A. | 加油机动能减小,重力势能减小,机械能减小 | |
| B. | 受油机动能不变,重力势能增大,机械能增大 | |
| C. | 加油机动能不变,重力势能不变,机械能不变 | |
| D. | 受油机动能减小,重力势能增大,机械能增大 |