摘要:2 1.8 0.2 20 0.2 浸在水中的物体所受浮力等于物体排开水所受的重力
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实验中学物理兴趣小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况,进行了如下的实验:将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体(高度为10cm)缓慢浸入水中(水足够深),如图20所示,从圆柱体接触水面至接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,实验数据如下表:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| h/cm | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| F/N | 4.75 | 4.25 | 3.75 | 3.25 | 2.75 | 2.25 | 2.25 | 2.25 |
| F浮/N | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 |
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|
(1)请将后4次实验计算出的浮力填入表格;
(2)依据表中数据,在图21的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图像;
(3)通过对图像的分析,你得到的结论是:________________________________________________________。
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表一(圆柱体甲,高0.10米)
| 实验 序号 |
h (米) |
F (牛) |
△F (牛) |
| 1 | 0 | 22.0 | 0 |
| 2 | 0.02 | 20.4 | 1.6 |
| 3 | 0.05 | 18.0 | 4.0 |
| 4 | 0.06 | 17.2 | 4.8 |
| 5 | 0.08 | 15.6 | 6.4 |
| 6 | 0.10 | 14.0 | 8.0 |
| 7 | 0.12 | 14.0 | 8.0 |
| 实验 序号 |
h (米) |
F (牛) |
△F (牛) |
| 8 | 0 | 26.0 | 0 |
| 9 | 0.02 | 24.0 | 2.0 |
| 10 | 0.04 | 22.0 | 4.0 |
| 11 | 0.06 | 20.0 | 6.0 |
| 12 | 0.08 | 18.0 | 8.0 |
| 13 | 0.10 | 18.0 | 8.0 |
| 14 | 0.12 | 18.0 | 8.0 |
(a)分析比较实验序号
1、2、3、4、5与6或8、9、10、11与12
1、2、3、4、5与6或8、9、10、11与12
等数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,测力计的示数F随在水中的深度h的增大而减小.(b)分析比较实验序号6与7或12、13与14等数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:
圆柱体浸没在水中后,测力计的示数F不再随浸入的深度h的增大而变化
圆柱体浸没在水中后,测力计的示数F不再随浸入的深度h的增大而变化
.②小红同学分析比较测力计示数的变化量△F与h的关系时,发现同样要区分圆柱体是否浸没两种情况来描述结论.她思考后,认为若用圆柱体浸入水中的体积V浸来替换h,所得出的结论可避免上述问题,则分析△F与V浸的关系及相关条件,可初步得出的结论是:
圆柱体在浸入水的过程中,测力计示数的变化量△F与浸入的体积V浸成正比
圆柱体在浸入水的过程中,测力计示数的变化量△F与浸入的体积V浸成正比
.当小红分析比较表一、二中△F相等时的数据及相关条件,发现:不同的圆柱体浸在水中,当
浸入水中的体积相等
浸入水中的体积相等
时,测力计示数变化量△F的大小相等.③小明同学在分析小红的结论时,提出:“用浸入水中的体积V浸来替代h”需要满足的条件是浸入水中物体的体积V=Sh.那么不规则物体浸入水中,△F与V浸是否存在同样的关系?随后小明进行实验解决该问题.他设计了表三用以记录相关数据,请你完成表三中空缺的栏目.
表三
| 实验 序号 |
物体 | V浸(m3) V浸(m3) |
F(N) F(N) |
△F(N) △F(N) |
| 15 | 不规则物体丙 不规则物体丙 |
∕ | ∕ | ∕ |
| 16 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 17 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 18 | 不规则物体丁 不规则物体丁 |
∕ | ∕ | ∕ |
| 19 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 20 | ∕ | ∕ | ∕ |
(1)截止5月31日20时,唐家山堰塞湖水位已涨至海拔733m,当水位继续上涨至海拔741m时,水就可以从工程人员挖的引流渠流走,从而减轻高水位对堰体的威胁.求水位从海拔733m涨至海拔741m时,水对湖底产生的压强增大了多少?
(2)为确保引流渠的水流畅通,需清理湖中的大型漂浮物.湖中现有一漂浮物,它浸入水中的体积是0.1m3,工作人员使用如图所示的吊车将它打捞上岸.已知漂浮物出水后,吊车将漂浮物以20cm/s的速度提高2m的过程中,绕在滑轮组上绳子的拉力F为400N.求拉力F的功率和滑轮组的机械效率?(g 取10N/kg) 查看习题详情和答案>>
(1)截止5月31日20时,唐家山堰塞湖水位已涨至海拔733m,当水位继续上涨至海拔741m时,水就可以从工程人员挖的引流渠流走,从而减轻高水位对堰体的威胁.求水位从海拔733m涨至海拔741m时,水对湖底产生的压强增大了多少?
(2)为确保引流渠的水流畅通,需清理湖中的大型漂浮物.湖中现有一漂浮物,它浸入水中的体积是0.1m3,工作人员使用如图所示的吊车将它打捞上岸.已知此时绕在滑轮组上绳子的拉力F为400N.求该漂浮物的重力?