题目内容

17.浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力呢?
如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F左和F右的大小关系是F左等于F右(选填“大于”、“等于”或“小于”),当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上大于F向下(选填“大于”、“等于”或“小于”),通过以上探究,你认为浮力的产生原因是上下两个表面的压力差.

分析 物体浸在液体(或气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的.

解答 解:(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=$\frac{F}{S}$可知,
水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等,水平方向的合力为0;
(2))当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=$\frac{F}{S}$可知,
水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上-F向下=F浮.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力.
故答案为:等于;大于;上下两个表面的压力差.

点评 此题综合考查学生对浮力产生的原因,实际主要考查液体产生的压力、压强的计算.

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7.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,同学小王有如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的时间与物体的质量有关.
为验证猜想的正确性,几位同学用三个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
实验序号材料物体质量(kg)下落高度(m)下落时间(s)
1铁球14.91
2铁球119.62
3铅球119.62
4铅球219.62
5铅球244.13
(1)为了验证猜想一,应比较实验序号1和3.
(2)分析表中数据可以得出的结论是:物体下落的高度;
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落,她发现两者下落时间不相等(填“相等”或“不相等”),原因是:纸团受到的空气阻力对纸团运动影响较大,不能忽略,而铁球受到的空气阻力对铁球运动的影响可以忽略,所以它们不能同时落地,所以它们的落地时间不同.
(4)若已知下落高度(h)与下落的时间( t)的关系式为h=kt2,k为常数,则k=4.9,若下落时间为2.5秒时,则下落高度为30.625m.

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