小聪同学在学习了阿基米德原理时想到“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度有关?”、“没有天平和量筒,只用弹簧测力计和水也能测铁块等的密度”,他选取了两块体积和形状
题型:不详难度:来源:
小聪同学在学习了阿基米德原理时想到“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度有关?”、“没有天平和量筒,只用弹簧测力计和水也能测铁块等的密度”,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块(已知铜的密度大于铁的密度),进行了如图的实验.
(1)步骤C中的铁块在水中所受到的浮力为 N. (2)验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关? 小聪应该选取图中的 等步骤(填字母符号)进行对比,根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块受到的浮力.由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”). (3)按照图中的A、C、D步骤实验,可以得出的结论是: . (4)利用本实验的数据,测得铁块的密度大小是 kg/m3. |
答案
(1)0.3;(2)ABDE;等于;无关;(3)物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大;(4)8.0×103. |
解析
试题分析:(1)已知铁块重力和浸在液体中弹簧测力计的示数,利用称重法可以得到此时受到的浮力; (2)要验证物体受到的浮力与密度是否有关,需要使密度不同的物体浸入同一种液体,并且排开液体的体积相同,根据称重法得到密度不同的物体受到的浮力进行比较; (3)同一物体排开液体体积不同,受到的浮力不同,对应关系从拉力大小确定; (4)已知铁块受到的浮力和水的密度,利用阿基米德原理变形公式得到铁块排开水的体积,也就是铁块的体积;已知铁块的重力,可以得到质量,已知质量和体积,利用公式ρ=得到密度. (1)已知铁块的重力为G=4N,部分浸入水中时,弹簧测力计的示数为F=3.7N,所以受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3.7N=0.3N; (2)要验证物体受到的浮力与物体密度的关系,需要分别测出体积相同的铁块和铜块的重力,然后金属块浸没在水中,分别读出弹簧测力计的拉力,最后利用称重法计算金属块受到的浮力,所以实验过程为ABDE; 铁块受到的浮力为F铁=4N﹣3.5N=0.5N,铜块受到的浮力为F铜=4.4N﹣3.9N=0.5N,所以铜块受到的浮力等于铁块受到的浮力,说明物体所受的浮力大小与物体的密度无关; (3)由实验步骤A、C、D可以看出,铁块排开水的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,也就是铁块受到的浮力越大,所以实验结论是:物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大; (4)由实验步骤D得铁块此时受到的浮力为0.5N, 所以铁块的体积为V=V排==≈0.5×10﹣4m3, 铁块的密度为ρ===≈8×103kg/m3. 点评:题是阿基米德原理的验证性实验,同时还探究了浮力与物体密度的关系以及利用阿基米德原理测量不规则固体密度,综合性较强,注意实验设计的严谨性和正确应用控制变量法. |
举一反三
如图,向一只重力和体积均不计的薄塑料袋内装入大半袋水,用弹簧测力计测出它的重力为2.8N(如图甲).将其逐渐浸入水中的过程中,弹簧测力计示数逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”).当袋中的水面与容器中的水面相平时(如图乙),弹簧测力计的读数为 N,这时该盛水的塑料袋排开水的重力为 N.
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小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100g的水,则物体将( )A.漂浮在水面上 | B.悬浮在水中 | C.下沉至溢水杯底部 | D.无法确定 |
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小明做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验,步骤如图所示.
(1)物体的重力为 N. (2)比较图B和图 得到的结论是物体浸入液体的体积越大,受到的浮力越大. (3)比较图C和图D得到的结论是 . |
某实验小组探究物体的浮沉条件时,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材.
(1)探究铜块的下沉条件.实验中,他们用两种方法测量了铜块受到的浮力: 方法1:测量过程及示数如图(甲)所示,可得铜块所受的浮力为 _________ N. 方法2:测量过程及示数如图(乙)所示,可得铜块排开水的体积为 _________ mL. 通过以上实验可得出铜块浸没在水中下沉的条件是: _________ . (2)探究蜡块上浮的条件.要测量蜡块浸没时的浮力,应选用 _________ (选填“方法1”或方法2“). |
2013年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化.监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降.此过程中,若浮标体积保持不变,则
A.浮力变大,露出海面体积变小 | B.浮力变小,露出海面体积变大 | C.浮力不变,露出海面体积变大 | D.浮力不变,露出海面体积变小 |
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