同学们在探究影响浮力大小的因素时,发现手中的弹簧测力计损坏了,聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码(每只重0.5N)替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。以下是小强同学的实验操作,请你帮他完善该实验探究。
(1)将杠杆安装在支架上,静止时如图1所示,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图2甲所示,将重2N的物体G挂在A点,两只钩码挂在B点时,杠杆在水平位置平衡;
(3)将物体G部分浸入水中(如图2乙所示),两只钩码移到C点时,杠杆水平位置平衡;
(4)将物体G浸没于水中(如图2丙所示),两只钩码移到D点时,杠杆在水平位置平衡;
(5)将物体G浸没于盐水中(如图2丁所示),两只钩码移到E点时,杠杆在水平位置平衡。
分析与论证:分析比较(2)、(3)、(4)可得:物体G所受浮力大小与______有关;分析比较(2)、(4)、(5)可得:物体G所受浮力大小与有______关;由题中信息计算物体G的体积V=______m3,盐水的密度是______kg/m3。(g=10N/kg)
答案:
(1) 右
物体排开液体的体积
液体的密度
1.0×10-4
1.125×103
解析:
(1)杠杆如图1位置平衡后,要使杠杆在水平位置重新平衡,应将平衡螺母向右调节。
步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中,而钩码逐渐靠近支点,说明物体G所受的浮力逐渐变大,所以可得物体G所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
步骤(4)(5)是让物体G分别浸没在水中和盐水中,所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。
由步骤(4)及杠杆的平衡条件得
(G物-F浮)⋅4L=1N⋅4L,(2N-F浮)⋅4L=1N⋅4L
所以
F浮=1N
由阿基米德原理有,物体的体积
由步骤(5)及杠杆的平衡条件得
(2N-F浮')⋅4L=1N⋅3.5L
所以
F浮'=1.125N
由阿基米德原理有,盐水的密度
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