题目内容
15.课外兴趣小组的同学们想测出一较大木块(密度比水的小,表面经处理后不吸水)的密度.除了此木块,老师还给他们提供了如下器材:一只烧杯、一只量筒、一根细针和足量的水(已知水的密度为ρ水).实验中同学们发现由于木块较大,虽然能放入烧杯中,但无法放入量筒中.请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出木块的密度.要求:(1)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出木块密度的数学表达式.(用已知量和测量量表示)
分析 根据漂浮时浮力与重力相等的特点,间接测出木块的重力,便可得其质量;
利用细针将木块按入水中,使木块完全浸没,测出小木块的体积,由密度公式求出其密度.
解答 解:
(1)实验步骤:
①量筒中装入适量的水,记下水的体积为V1;
②烧杯中装满水,将木块缓慢放入烧杯中,待木块静止时,轻轻取出木块,将量筒中的水逐渐倒入该烧杯中,直至加满,记下量筒中剩余水的体积为V2;
③量筒中装入适量的水,记下水的体积为V3;
④烧杯中装满水,将木块缓慢放入烧杯中,并用细针将木块完全压入水中,再轻轻取出木块,将量筒中的水逐渐倒入该烧杯中,直至加满,记下量筒中剩余水的体积为V4.
(2)由①②可得木块漂浮排开水的体积:
V排=V1-V2,
由阿基米德原理得:
G木=m木g=F浮=ρ水V排g=ρ水(V1-V2)g,
木块的质量:
m木=ρ水(V1-V2);
由③④得木块的体积:
V木=V3-V4,
木块的密度:
ρ木=$\frac{{m}_{木}}{{V}_{木}}$=$\frac{{ρ}_{水}({V}_{1}-{V}_{2})}{{V}_{3}-{V}_{4}}$=$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{3}-{V}_{4}}$ρ水.
答:(1)实验步骤同上;
(2)木块密度的数学表达式为ρ木=$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{3}-{V}_{4}}$ρ水.
点评 利用烧杯和水测量漂浮物体的密度,可根据浮沉条件测出其重力,在测量物体的体积时,需用到按入法或坠入法.
练习册系列答案
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18.做“测平均速度”实验时,必用的两种测量工具是( )
| A. | 斜面和小车 | B. | 斜面和刻度尺 | C. | 小车和表 | D. | 刻度尺和秒表 |
3.
探究电路与电压关系
【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“30Ω 1A”、C:“100Ω 0.5A”)、开关、新干电池三节、定值电阻R=5Ω、导线若干.
【制定计划与设计实验】
(1)请用笔画线代替导线,将图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大,导线不能交叉;
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至右(填“左”或“右”)端,这样做可以起到保护电路的作用;此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”,请你写出一种不用变阻器,也可以“改变定值电阻两端电压”的方法:改变电源中电池的节数.
【进行实验与收集证据】
(1)小张按要求正确连接电路,且电路元件完好,实验过程中,发现电压表指针偏转到满刻度处的位置,其原因可能是滑动变阻器阻值过小.(任意写出一个)
(2)小张在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表所示:
要测出表格中的实验数据,实验时所用的滑动变阻器规格为A(选填规格的编号即可).
【实验结论】通过表中的数据,我们可以得出:电阻不变,导体的电流与它两端的电压成正比.
【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“30Ω 1A”、C:“100Ω 0.5A”)、开关、新干电池三节、定值电阻R=5Ω、导线若干.
【制定计划与设计实验】
(1)请用笔画线代替导线,将图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大,导线不能交叉;
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至右(填“左”或“右”)端,这样做可以起到保护电路的作用;此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”,请你写出一种不用变阻器,也可以“改变定值电阻两端电压”的方法:改变电源中电池的节数.
【进行实验与收集证据】
(1)小张按要求正确连接电路,且电路元件完好,实验过程中,发现电压表指针偏转到满刻度处的位置,其原因可能是滑动变阻器阻值过小.(任意写出一个)
(2)小张在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表所示:
| U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
【实验结论】通过表中的数据,我们可以得出:电阻不变,导体的电流与它两端的电压成正比.
20.
用如图所的装置探究摩擦力跟压力大小的关系.
(1)实验时,拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小,
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图所示,它的示数是1.6N.
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如表所示.
(4)分析图象可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成正比.
(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.该实验存在的缺陷在于没有控制压力大小不变.
(6)实验过程中拉动木块后撤销拉力,木块会因为惯性而继续运动,若表面越光滑会滑动的越远(越远/越近),由此可推理如果物体受到的所有力都消失,运动的物体会做匀速直线运动.
(1)实验时,拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小,
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图所示,它的示数是1.6N.
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如表所示.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 压力F/N | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 摩擦力?/N | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.该实验存在的缺陷在于没有控制压力大小不变.
(6)实验过程中拉动木块后撤销拉力,木块会因为惯性而继续运动,若表面越光滑会滑动的越远(越远/越近),由此可推理如果物体受到的所有力都消失,运动的物体会做匀速直线运动.
4.
如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,R=10Ω,当闭合开关S,电压表的示数为2V,以下判断正确的是( )
| A. | 通过电阻R的电流是0.6 A | B. | 电阻R两端的电压是2 V | ||
| C. | 通过灯泡L的电流是0.2 A | D. | 灯泡L两端的电压是2 V |