小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm

浮力 已结 1 425
高翔
高翔 2021-4-7 09:45

小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。

(1)小冉进行了如图14所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为        N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:

实验步骤

B

C

D

E

F

弹簧测力计示数/N

2.6

2.5

2.4

2.4

2.3

(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=      N。

(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟                            有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟            有关。

(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是             kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是        Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐         (选填“增大”或“减小”)。

(5)小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐            (选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了     Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm)


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1条回答
  •  陈先生陈太
    陈先生陈太 (最佳回答者)
    2021-4-13 08:41

    解析:

    (1)从图A中可以读出其示数为2.7N

    (2)实验B铜块受到的浮力

    F浮=G-F’=2.7N-2.6N=0.1N

    (3)从A、B、C、D实验中可以看出,液体都是水,液体密度一定,其排开水的体积变化,由于测量计示数A到D依次变小,故浮力依次变大。由此得出结论:在密度不变时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力也越大;类似从A、E、F中可得:在物体排开液体的体积不变,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大。

    (4)从实验E步骤知,物体受到的浮力和物体的体积为:

    F浮’=G-FE’=2.7N-2.4N=0.3N

    物体的体积是:

    V=V=

    F

    =

    0.3N

    =3×10-5m3

    ρg

    1.0×103kg/m3×10N/kg

    从步骤F中,可计算出物体的密度是:

    ρ=

    FE

    =

    2.7N-2.3N

    =1.3×103kg/m3

    Vg

    3×10-5m3×10N/kg

    实验B步骤中物体下表面受到的压力和压强分别是:

    F=F浮=0.1N

    p=

    F

    =

    0.1N

    =200Pa

    S

    5×10-4m2

    压强随深度增加而增大,故选填“增大”;

    (5)其水的深度和物体排开水的体积变大,所以测力计示数变小,底部所受的压强变大。

    在B步骤基础上,向其中加水,则水面上升的高度是铜柱水面上方的长度与弹簧缩短的长度之和。

    FD浮-FB浮=∆F浮=2.6N-2.4N=0.2N=ρ水gs∆h1

    ∆h1=

    ∆F

    =

    0.2N

    =0.04m

    ρgs

    1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m2

    弹簧长度减小:

    因拉力减小0.2N,所以弹簧长度减小:

    ∆h2=0.2cm

    底部所受压强增大:∆p=ρ水g(∆h1+∆h2)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.04m+0.2×10-2m)

    =420Pa

    答案:

    (1) 2.7  

    (2) 0.1  

    (3) 在密度不变时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力也越大          

    在物体排开液体的体积不变,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大。

    (4) 1.3×103        200   增大

    (5) 420


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