题目内容
1.八年级6班的同学用图1所示的实验装置探究“浮力的大小与物体排开液体的体积的关系”,实验中物体排开液体的体积可由物体上的刻度显示出来.小刚通过实验得到了表一中的实验数据.
| 实验次数 | 酒精的密度/(kg/m) | 物体排开液体的体积V/m | 物体的重力G/N | 测力计的示数F/N | 浮力F/N |
| 1 | 40×10-6 | 2 | 1.7 | 0.3 | |
| 2 | 50×10-6 | 2 | 1.6 | 0.4 | |
| 3 | 60×10-6 | 2 | 1.5 | 0.5 |
(2)小刚在和小强进行交流时发现,小强虽然和自己得出了相同的实验结论,但实验中使用的液体和记录的数据并不完全一样.
表二为小强记录的实验数据.
| 实验次数 | 水的密度/(kg/m) | 物体排开液体的体积V/m | 物体的重力G/N | 测力计的示数F/N | 浮力F/N |
| 1 | 40×10-6 | 2 | 1.6 | 0.4 | |
| 2 | 50×10-6 | 2 | 1.5 | 0.5 | |
| 3 | 60×10-6 | 2 | 1.4 | 0.6 |
(3)在对比两人数据时他们还发现,即使在不同液体中,物体也能收到一样大的浮力.而且浮力大小相等时,酒精的密度小,排开酒精的体积就大;水的密度大,排开水的体积就小.受此启发,小强提出了关于浮力 大小的一个新猜想:浮力的大小可能跟物体排开液体的重力的大小相等.
(4)于是,两人又用图2所示装置进行了多次实验,发现每次实验中弹簧测力计的四个读数F1、F2、F3、F4之间都满足关系式F1-F3=F4-F2,由此验证了小强新的猜想是正确的.实验后发现他们得到的实验结论和阿基米德原理是一致的.
(5)阿基米德原理作为浮力的普遍规律,表一,表二中的实验数据都应符合这一实验结论.小刚却发现表一中1,3两次数据与这一实验结论并不相符.他与小强仔细分析后认为,这是由于使用中测量存在误差引起的.请写出一个引起测量误差的具体原因:弹簧测力计估读造成的误差(或由刻度线显示排开液全的体积造成的误差等)
分析 (1)通过分析数据中控制不变的量和改变的量及浮力的变化,得出结论;
(2)比较表一和表二中的不同点,得出影响浮力大小的另一个因素;
(3)影响浮力大小的两个因素:液体的密度和排开液体的体积,根据实验中液体密度和排开液体体积的变化得出结论;
(4)阿基米德原理的实质是两个量相等:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力.
(5)在进行测量时,对测量工具的读数等都会造成误差.
解答 解:(1)由表一中数据知,水的密度不变,物体排开液体的体积在增大,受到的浮力增大,可得在同一液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(2)表一和表二的第一行或第二行或第三行数据,可知物体排开液体的体积相同,所用液体的密度不同,所受的浮力不同,可得物体在液体中受到的浮力与排开液体的体积有关外,还与液体的密度有关;
(3)由题意知,当受浮力相同时,液体的密度小,排开液体的体积就大,液体的密度大,排开液体的体积就小,由G=mg,ρ=$\frac{m}{V}$可得G=ρgV,可以提出猜想:浮力的大小可能跟物体排开液体的重力大小相等;
(4)分别计算出每次物体所受到的浮力为:F1-F3;物体排开液体所受到的重力为:F4-F2并进行比较;发现每一次F1-F3=F4-F2,证明了他的猜想是正确的.
(5)由于弹簧测力计在估读时会造成误差,根据刻度线显示排开液体的体积时,造成的误差也是比较大的,所以会造成表一中1、3两次数据与这一实验结论不相符.
故答案为:(1)在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(2)液体的密度;
(3)物体排开液体的重力的大小;
(4)F1-F3=F4-F2;
(5)弹簧测力计估读造成的误差(或由刻度线显示排开液全的体积造成的误差等).
点评 这是一道并于浮力影响因素的综合实验题,分析过程注意控制变量的思想,注意引起误差的可能原因,通过对数据的分析理解阿基米德原理,同时考查了对实验误差的分析.
| A. | 增大 | B. | 不变 | C. | 减小 | D. | 以上都有可能 |
| 次数 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 拉力F/N | 绳自由端移动的距离s/m | 机械效率η/% |
| 1 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 55.6 |
| 2 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1 |
| 3 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 83.3 |
(2)完成实验表格的填写.
(3)从表中可以得到的结论是:用滑轮组提升重物时,物体越重,机械效率越高.
(4)小芳对上述三个机械效率取平均值,并认为它是这个滑轮组准确的机械效率.这种做法对吗?为什么?不对、机械效率和物重有关,不能将提升不同重物的机械效率求平均值.
(5)若利用本实验的装置继续探究机械效率与所提钩码高度的关系,简述需要进行的主要操作步骤:利用同一滑轮组提升同一物体至不同高度,分别测出机械效率,比较不同高度时的机械效率的大小.
| A. | B. | C. | D. |
| A. | “既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 | |
| B. | 酒精燃烧时,将化学能转化为内能 | |
| C. | 发电机发电时,将机械能转化为电能 | |
| D. | 人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生 |