题目内容

16.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素.
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是1N,方向为竖直向上;
(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是0.8N;
(3)比较CE(或DE)两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由ABCD四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与物体排开液体的体积有关.

分析 (1)根据F=G-F求浮力大小,浮力的方向竖直向上;
(2)根据阿基米德原理求解;
(3)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同;
(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同.

解答 解:(1)对比图AC(或AD),物体浸没在水中时受到的浮力F浮水=G-F=4N-3N=1N,浮力的方向竖直向上;
(2)由图AE,物体浸没在酒精中受到的浮力F=G-F′=4N-3.2N=0.8N,根据阿基米德原理,F=G排酒,物体浸没在酒精中时排开酒精的重力为0.8N;
(3)在CE(或DE)图中,物体排开液体的体积都等于物体自身的体积,故物体排开液体的体积不变,排开液体的密度不同,因F浮水=1N>F浮酒=0.8N,所以,比较CE(或DE)两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由图BC,物体在水中的深度变大,弹簧测力计的示数变小,根据F=G-F,物体受到的浮力变大,因没有控制排开液体的体积相等,因此不能得出浮力大小与深度有关的结论.物体在水中的深度变大的同时,排开液体的体积变大,则说明了物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
由图CD可知,物体浸没后,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计的示数相同,物体受到浮力大小相同,则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的深度无关.
综上,物体受到的浮力的小与物体排开的液体体积有关.
故答案为:(1)1;竖直向上;
(2)0.8;
(3)CE(或DE);
(4)物体排开液体的体积.

点评 本题探究影响浮力大小的因素,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用,对常见的错误认识做了澄清.

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2.阅读短文,回答问题:
汽车的再生制动器
目前大多数汽车刹车时均采用油压制动.油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉,形成了能源的浪费.而现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损.
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器配合使用,产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求.若某汽车以72km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如表:
时间t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6
再生刹车阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0
再生制动器只会把一部分的动能再生使用,其余的动能转化为内能.汽车正常行驶时,将发动机关闭直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率.储能效率根据不同的使用环境有所不同.
(1)从能量转化的角度看,汽车再生制动器相当于发电机.(电动机/发电机)
(2)汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是D.
A.逐渐增大                    B.先增大后不变
C.先增大后减小                D.先增大,后不变,再减小
(3)在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0~0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图象.

(4)如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N,由图甲可知t=0.5s时,油压制动器还需产生1.4×103N的刹车阻力.
(5)某次测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,画出了对应的Ek-s 图象如乙图所示.由图象可以求出此次测试中的储能效率为A.
A.40%      B.60%      C.66.7%      D.90%

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