小明想:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢? (1)小明和小红利用烧
题目
小明想:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢?
(1)小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计,进行了如下探究:
①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量m
1;
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G;
③如图所示,将圆柱体部分浸入烧杯的水中,静止在某一深度,记下弹簧测力计的示数F,则圆柱体所受水的浮力为______(用弹簧测力计所测得的量来表示);此时向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡,记下天平的读数m
2,则圆柱体对水的压力为______(用天平所测得的量来表示).
(2)下表为小明和小红记录的实验数据:(表中h
2>h
1)
圆柱体的位置 | 圆柱体的重力G/N | 弹簧测力计的示数F/N | 烧杯和水的总质量m1/g | 天平的读数m2/g |
圆柱体部分浸入 | 2.6 | 2.4 | 180 | 200 |
圆柱体浸没深度h1 | 2.6 | 2.2 | 180 | 220 |
圆柱体浸没深度h2 | 2.6 | 2.2 | 180 | 220 |
①通过分析
答案
(1)弹簧测力计在空中和水中的读数之差等于浮力,即浮力为:F
浮=G-F;
物体对液体的压力等于增加砝码的重力,F
压=(m
2-m
1)g.
故答案为:G-F;(m
2-m
1)g.
(2)①取第一组数据:浮力F
浮=2.6N-2.4N=0.2N;物体对液体的压力F
压=(m
2-m
1)g=(0.2kg-0.18kg)×10N/kg=0.2N;
由一二组数据可得:一组浮力0.2N,二组浮力0.4N,但二组圆柱体深度大于一组.
故答案为:等于;物体对液体的压力的大小与物体部分浸于液体的深度有关.
②二、三组数据看出物体已浸没水中,由m=
,F
浮=G-F=ρ
水gV
排,
圆柱体体积V=V
排=
,圆柱体密度ρ=
=
ρ
水=
×1.0g/cm
3=6.5g/cm
3.
故答案为:6.5g/cm
3.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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