(2013?廈門一模)在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某小組同學用如圖所示的裝置,將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中,為了便于操作和準確收集數(shù)據(jù),用升降臺調(diào)節(jié)溢水杯的高度來控制物體排開液體的體積.他們觀察并記錄了彈簧測力計的示數(shù)及排開液體的體積.實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中.
液體種類 實驗序號 物體重力
G(N)
彈簧測力計示數(shù)F(N) 物體受到浮力F(N) 排開液體體積V(cm3

ρ=1.0g/cm3
1 2 1.5 50
2 1.0 1.0 100
3 0.5 1.5 150
酒精
ρ酒精=0.8g/cm3
4 2 1.6 0.4 50
5 1.2 0.8 100
6 0.8 1.2 150
(1)分析表中數(shù)據(jù),實驗所用物體的重力為
2
2
N,第一次實驗中物體所受的浮力F=
0.5
0.5
N;
(2)分析比較實驗序號1、2和3(或4、5和6)可初步得出結(jié)論:當液體的種類相同時,排開液體的體積越
,浸在液體中的物體受到的浮力越大;分析比較實驗序號
1、4或2、5或3、6
1、4或2、5或3、6
可初步得出結(jié)論:當排開液體的體積相同時,液體的密度越大,浸在液體中的物體受到的浮力越大;
(3)請你計算出第一次實驗中物體排開水受到的重力G=
0.5
0.5
N.通過比較每次實驗中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關(guān)系,還可以驗證
阿基米德
阿基米德
原理;
(4)實驗中小明同學觀察到將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時,彈簧測力計的示數(shù)越
;于是他靈機一動在彈簧測力計下掛一個重1.5N的物塊,如圖甲所示;當他把物塊浸沒在水中時,如圖乙所示,彈簧測力計的讀數(shù)為0.5N,他就在0.5N處對應標上1.0g/cm3的字樣;當他把物塊浸沒在酒精中時,如圖丙所示,應該在彈簧測力計刻度盤的
0.7
0.7
N處對應標上0.8g/cm3字樣,聰明的他就將圖甲所示裝置改裝成了一個能測液體密度的密度秤.
分析:(1)分析表格中數(shù)據(jù),得出物體的重力,根據(jù)F浮=G-F計算物體在水中受到的浮力;
(2)分析表格中的浮力變化及排開液體的體積變化關(guān)系得出結(jié)論;
要探究浮力與液體的密度的關(guān)系,需使排開液體的體積相同,根據(jù)數(shù)據(jù)進行分析;
(3)根據(jù)G=mg=ρgV計算出排開水的重力,比較浮力與排開水的重力之間的關(guān)系,得出阿基米德原理;
(4)根據(jù)FgV判斷出所受浮力的大小,得出測力計示數(shù)的大。
根據(jù)公式V=
F
ρg
計算出物體的體積,從而根據(jù)F酒精gV計算出在酒精中受到的浮力,據(jù)公式F=G-F計算出拉力;
解答:解:(1)由表格中數(shù)據(jù)知,物體的重力為2.0N,第一次實驗中彈簧測力計的示數(shù)為1.5N,所以F=G-F=2.0N-1.5N=0.5N;
(2)分析比較實驗序號1、2和3(或4、5和6),液體的種類相同(液體密度相同),排開液體的體積越大,浮力越大;
分析1、4或2、5或3、6實驗序號,當排開液體的體積相同時,水的密度較大,則在水中受到的浮力較大;
(3)G=mg=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N;
通過比較每次實驗中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關(guān)系,還可以驗證阿基米德原理;
(4)將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時,受到的浮力越大,彈簧測力計的示數(shù)越;
根據(jù)數(shù)據(jù),則F=G-F=1.5N-0.5N=1.0N
由FgV得V=V=
F
ρg
=
1.0N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1.0×10-4m3
在酒精中受到的浮力F′=ρ酒精gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-4m3=0.8N
F′=G-F′=1.5N-0.8N=0.7N
所以應該在彈簧測力計刻度盤的0.7N處對應標上0.8g/cm3字樣.
故答案為:(1)2;0.5;(2)大;1、4或2、5或3、6;(3)0.5;阿基米德;(4);0.7.
點評:此題是探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗,考查了阿基米德原理的得出,浮力與液體密度和排開液體體積的關(guān)系,考查了有關(guān)浮力的計算及浮力、重力與拉力之間的關(guān)系,特別是計算,要掌握基本公式及其變形公式.
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