8.2阿基米德原理 巩固练习
一、单选题
1.小明利用小石块、溢水杯及水、弹簧测力计、小烧杯、细线等器材验证阿基米德原理,过程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.实验中最合理的操作顺序是甲、乙、丙、丁
B.若物体漂浮在水面,就一定不满足阿基米德原理
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,就不能验证阿基米德原理
D.若实验中出现F1-F2>F4-F3的现象,则可能是由于溢水杯中没有盛满水
2.关于图示的四个实验情景,下列说法正确的是( )
A.图甲所示的实验中,无需控制小车每次从同一高度由静止下滑
B.图乙所示的实验中,在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会增大,说明压力的作用效果与小桌的质量有关
C.图丙所示的实验中,用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小
D.图丁所示的实验中,如果石块接触溢水杯底部,那么石块受到的浮力会变大
3.小西和同学们利用弹簧测力计 水 金属块 溢水杯 小桶 细线等实验器材探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,实验过程如图所示,下列相关说法中正确的是( )(,g取)
A.金属块的质量是2.8kg B.金属块浸没后所受水的浮力为1.8N
C.金属块浸没后排开水的重力为2N D.金属块浸没后排开水的体积为
4.某实验小组的同学运用下图器材进行“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验。以下情况对他们得出实验结论没有影响的是( )
A.整个实验过程中弹簧测力计没有校零
B.溢水杯中的水没有装满
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上
D.步骤C中石块触碰到了容器底部
5.盛有水的相同柱形容器甲、乙置于水平地面。将柱体A、B竖直浸入水中,柱体静止时如图所示,此时测力计示数大于零。若放入前后容器对地面的压强变化量相等,则下列判断正确的是( )
A.柱体的质量 B.柱体的体积
C.柱体下表面受到液体压力 D.柱体受到的浮力
6.把一个质量为、体积为的物块轻放入盛满水的烧杯中。当物块静止时,下列说法正确的是( )
A.溢出水的质量为,水对杯底的压强变大
B.溢出水的质量为,水对杯底的压强不变
C.溢出水的质量为,水对杯底的压强变大
D.溢出水的质量为,水对杯底的压强不变
7.人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会浮起来的原因是( )
A.饺子受到的重力不变,浮力增大
B.饺子受到的重力和浮力都减小
C.饺子受到的重力减小,浮力不变
D.饺子受到的重力和浮力都增大
8.某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法错误的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向上
B.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10-4m3
C.石块的密度为2×103kg/m3
D.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
9.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,直到离开水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t 变化的图像。根据图像信息,下列判断正确的是( )
A.在0至t1时间段金属块在水中受到水的压强不变
B.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.该金属块重力的大小为136N
D.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
10.某校创新实验小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:a:将实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示;b:将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;c:将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。已知ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,则下列判断中( )
①该小球的密度为1.2×103kg/m3
②该小球的密度为4×103kg/m3
③该液体的密度为2×103kg/m3
④该密度计的最大测量值为5×103kg/m3
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有①④正确 D.只有③④正确
二、多选题
11.已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图所示。此时溢水杯中水深10cm,电子秤的示数是330g。将一质量为100g的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),静止时物体漂浮在水面上。已知溢水杯的底面积为3103m2,水的密度为1.0103kg/m3,g取10N/kg 。下列说法正确的是( )
A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为1000Pa
B.放入物体后,当物体静止时,受到的浮力为1N
C.放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为430g
D.放入物体后,当物体静止时,溢水杯对电子秤的压强为1100Pa
12.如图,用手(手未进入水中)将乒乓球浸没在水中,同时将用细线吊着的体积相等的铁球浸没水中(水已装满),松手后乒乓球上浮,实心铁球下沉。下列分析正确的是( )
A.铁球下沉过程中杯底受到的水的压强变大
B.乒乓球上浮,是因为乒乓球受到的浮力大于乒乓球的重力
C.当铁球和乒乓球静止时,铁球受到的浮力小于乒乓球受到的浮力
D.铁球下沉过程中所受浮力不变
三、填空题
13.图是某同学进行“验证阿基米德原理”的实验示意图,实验需要比较的是浮力和 的大小关系;实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表示物体所受的 。量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表示 。若用ρ水表示水的密度,通过实验可以发现浮力大小等于 (用符号表示)。
14.在“验证阿基米德原理”的实验中,弹簧测力计两次示数差表明了物体受到的 ;用量筒测量物体排开液体的 ,并计算出物体排开液体受到的 ,然后比较两者是否相等。
15.如下图甲所示,某薄壁容器的底面积为,容器足够高,容器底部连接一轻质细杆,细杆长为10cm,细杆上连接着一个有一定体积的杯子,杯子的外底面积为60cm2,高度为10cm,向容器里面倒入一定量的水,加水过程中杯子对细杆的作用力随加水质量的变化关系如图乙所示,杯子的质量为 kg,当加入1kg水时,水对容器底的压强为 Pa,杯子的密度为 。(g取10N/kg)
16.质量为0.5千克的木块漂浮在水中,木块所受的浮力为 牛。跟木块漂浮在水中相比,当其漂浮在浓盐水中时(ρ浓盐水>ρ水),木块所排开液体的体积 ,排开液体的质量 。用弹簧测力计吊着某物体静止在水面下,当增大该物体浸没的深度,金属块受到的浮力大小 (后三空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体。现将两个相同的物块分别放入两个容器中,当两个物块静止时,两个容器中液面恰好相平,两个物块所处的位置如图所示。则甲、乙容器中两个物块受到的液体的浮力大小关系为 ,甲、乙容器底部受到的液体的压强大小关系为 。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
18.赛龙舟是我国民间端午节的传统习俗,比赛前龙舟静止在湖面上受到浮力的作用,该浮力的施力物体是 ,浮力的方向是 ;当运动员从龙舟走上岸后,龙舟在水中将 (选填 “上浮”或“下沉”)一些,此时所受的浮力 (选填“减小”“不变”或“增大”)。
19.如图所示,将A、B、C、D四个实验装置分别悬挂在密闭的足够大的玻璃罩内,用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,补全下列实验发生的现象:
(1)听到正在发声的手机的响度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)一只吹了气的气球其体积将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)装满水的杯子(杯口用薄塑料片覆盖并倒置悬挂)观察到塑料片将 (选填“下落”或“不变”);
(4)弹簧测力计下挂着钩码测重力时,其示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示,圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像,则圆柱体的体积是 m3;圆柱体的密度是 kg/m3。(取g=10N/kg)
四、实验题
21.小宇同学利用如图所示的实验装置,验证阿基米德原理,溢水杯已经装满水,当物块浸入水中时,水会流入小空桶内;
(1)用弹簧测力计提着物块缓慢下降,在物块从接触水面到刚好浸没在水中的过程中,左侧弹簧测力计的示数 ,物块受到水的浮力 ,水对溢水杯底部的压强 ;(三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)由实验中的数据可知,物块浸没在水中时受到的浮力为 N,排开水的重力是 N;根据实验中所测的物理量可列等式 (用图中字母表示),从而验证了阿基米德原理;
(3)如果实验前溢水杯未装满水,实验测得的 (选填“浮力”或“排开水的重力”)将会 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小宇同学用酒精代替水继续实验,他发现此时的F3变大,说明浮力的大小与 有关;用酒精继续实验的目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
22.为了研究物体浸没在水中前后测力计示数的变化情况,某小组同学分别利用若干均匀圆柱体、水(足够深)和弹簧测力计等进行实验。他们先将密度均为2克/厘米而重力不同的圆柱体挂在测力计下,记录此时测力计的示数,接着如图所示,将圆柱体浸没在水中,读出相应的测力计示数记录在表一中。他们再用密度均为4克/厘米的圆柱体重复实验,将数据记录在表二中。为进一步研究,他们计算每一次实验时测力计示数的差值,并将结果分别记录在表一和表二的最后一列中。
表一 圆柱体密度克/厘米
实验序号 (牛) (牛) (牛)
1 2.0 1.0 1.0
2 4.0 2.0 2.0
3 6.0 3.0 3.0
4 8.0 4.0 4.0
表二 圆柱体密度克/厘米
实验序号 (牛) (牛) (牛)
5 2.0 1.5 0.5
6 4.0 3.0 1.0
7 6.0 4.5 1.5
8 8.0 6.0 2.0
(1)分析比较实验序号1与2与3与4(或5与6与7与8)中和的倍数关系及相关条件,可得出的初步结论是:密度相等的均匀圆柱体浸没在水中后, ;
(2)分析比较实验序号1与5(或2与6或3与7或4与8)中和的数据及相关条件,可得出的初步结论是:均匀圆柱体浸没在水中后, ;
(3)进一步分析比较实验序号 的数据及相关条件,可以发现:均匀圆柱体浸没在水中后,满足一定的条件时,测力计示数的差值可能相等。请你根据本实验的相关数据及条件,初步分析相等时应满足的条件为: ;
(4)根据表一和表二中的数据及相关条件,可以推理:若浸没在水中某均匀圆柱体的密度为6克/厘米,重力为6牛,则此时测力计的示数为 牛。
参考答案:
1.D
【详解】A.测空小烧杯重要在溢水之前完成,如之后测量需把水倒掉,烧杯会残留一部分水,造成实验误差,故A错误;
B.阿基米德原理适用于任何浮沉状态,漂浮也满足阿基米德原理,故B错误;
C.未完全浸没浮力依然等于排开液体重力,能够验证阿基米德原理,故C错误;
D.为浮力,为排开液体重,如果水未满,则会造成溢出水较少,则排开液体重力小于浮力,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.图甲所示的实验中探究阻力对物体运动的影响,需控制小车每次从同一高度由静止下滑,到达水平面时的速度相同,故A错误;
B.图乙所示的实验中,在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会增大,说明压力的作用效果与小桌的压力大小有关,故B错误;
C.图丙所示的实验中,用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小,故C正确;
D.图丁所示的实验中,如果石块接触溢水杯底部,石块排开水的体积不变,根据可知石块受到的浮力不变,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.由图甲知物体的重力G = 2.8N,金属块的质量
故A错误;
B.根据称重法由图甲、乙知,金属块浸没在水中受到的浮力大小为
F浮=G-F拉= 2.8N-1.8N= 1N
故B错误;
C.由图丙、丁知金属块浸没后排开水的重力
G排=G总-G桶=2N-1N=1N
故C 错误:
D.金属块浸没后排开水的的体积
故D正确。
故选D。
4.A
【详解】A.整个实验中,弹簧测力计没有校零,则测力计的读数会偏大,但求浮力时,,排开液体所受的重力,所以未调零的测力计,对于浮力及排开液体所受重力的求解无影响,对实验结论无影响,故A符合题意;
B.溢水杯中的水没装满,对浮力的大小无影响,但排开水的重力变小,会造成排开水的重力小于浮力,故B不符合题意;
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,则排开的水的重力变小,浮力不受到影响,造成排开水的重力小于浮力,故C不符合题意;
D.步骤C中石块触碰到了容器底,则石块受到四个力:竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力和容器底的支持力的作用,处于平衡,此时测力计的示数偏小,所测的浮力偏大,大于排开水的重力,故D不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】D.因放入A、B柱体前后容器对地面的压强变化量相等,受力面积S相等,由知,放入前后容器对地面的压力变化量ΔF相等。而压力变化量来自A、B两物体排开水的重力即
ΔF=GA排=GB排
根据阿基米德原理知,两柱体受到的浮力
F浮A=F浮B
故D正确;
A.由图可知,柱体A此时受到重力和浮力和弹簧测力计拉力的作用,且处于静止状态,则
GA=F+F浮A
柱体B处于漂浮状态,则其受到的浮力等于其受到的重力,即
GB=F浮B
因两柱体受到的浮力相等,即
F浮A=F浮B
所以
GA>GB
由G=mg知,柱体A、B的质量关系为
mA>mB
故A错误;
B.由图知,柱体A浸没在水中,则其排开水的体积等于其自身体积,则
F浮A=ρ水gV排=ρ水gVA
又柱体B处于漂浮状态,则
F浮B=ρ水gV排′
其中
F浮A=F浮B
可得
VA=V排′
其中B柱漂浮,则其自身体积大于其排开水的体积,即
VB>V排′
可得
VA<VB
故B错误;
C.根据浮力产生的原因知,柱体A上下表面压力差等于A受到的浮力,即
F浮A=FA下-FA上
B下表面受到的压力等于B受到的浮力,即
F浮B=FB下
因两柱体受到的浮力相等,即
F浮A=F浮B
则
FA下-FA上=FB下
由此可得
FA下>FB下
故C错误。
故选D。
6.B
【详解】物块的密度
因此物块放入水中后,会漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可知,物体受到的浮力等于自身重力,即
由阿基米德原理可知
则
水对杯底的压强,因水的密度不变,放入物块前后,杯中的水始终是满的,因此深度不变,所以水对杯底的压强不变。故ACD错误,B正确。
故选B。
7.A
【详解】由G=mg可知,饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变;因为饺子受热膨胀,体积增大,根据F浮=ρ液gV排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来,最终漂浮在水面上,浮力等于重力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】A.石块在水中受到的浮力方向是竖直向上的,故A正确,不符合题意;
BC.由图甲可知,物体的重力
由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数
则石块在水中受到的浮力
根据阿基米德原理
可知,石块浸没在水中时,石块的体积等于石块排开水的体积
石块的密度为
故B错误,符合题意;C正确,不符合题意;
D.由图丙可知,石块浸没在盐水中时,弹簧测力计示数
则石块浸没在盐水中受到的浮力
石块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于石块的体积,根据阿基米德原理
可知,盐水的密度
故D正确,不符合题意。
故选B。
9.D
【详解】A.由金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,可知金属块所处深度h不断减小,根据p=ρgh可知,金属块在水中受到水的压强逐渐减小,故A错误;
B.从图可知,在t1至t2时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式
F浮=G﹣F拉
可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故B错误;
C.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即图中的CD段拉力与物体的重力相等,金属块的重力为156N,故C错误;
D.当金属块未露出液面时,即处于图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为136N,则浸没在水中的金属块受到的浮力大小为
F浮=G﹣F拉=156N﹣136N=20N
由F浮=ρ水V排g可得金属块排开水的体积即金属块的体积
由G=mg可得金属块的质量为
则金属块的密度
故D正确。
故选D。
10.D
【详解】由图甲可知,金属球的重力G=5N,则小球的质量
小球的质量为0.5kg;由图乙可知,弹簧测力计的示数为F1=4N,根据称重法可知小球在水中受到的浮力
小球在水中受到的浮力为1N;
由于小球处于浸没状态,则根据阿基米德原理可得,小球的体积
小球的体积为1×10﹣4m3;由密度公式可知,小球的密度
小球的密度为5×103kg/m3;
由图丙可知,弹簧测力计的示数为F2=3N,根据称重法可知小球在液体中受到的浮力
小球在液体中受到的浮力为2N;
由于小球处于浸没状态,则根据阿基米德原理可得,液体的密度
液体的密度为2×103kg/m3;
当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力
小球在密度最大的液体中受到的浮力为5N;则根据阿基米德原理可得
液体的最大密度为5×103kg/m3;
综上所述,小球的密度为5×103kg/m3,该液体的密度为2×103kg/m3,该密度计的最大测量值为5×103kg/m3;故①②错误,不符合题意,③④正确,符合题意。
故选D。
11.ABD
【详解】A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为
故A正确;
B.物体的质量
m=100g=0.1kg
物体静止时漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,物体受到的浮力
故B正确;
C.放入物体后,当物体静止时,物体受到的浮力为1N,由阿基米德原理可知,物体排开水的重力为1N,排开水的质量为
排开水的质量与物体质量相等,因此液体对容器底部的压力不变,故溢水杯对电子秤的压力不变,可得电子秤的示数不变,为330g,故C错误;
D.放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为此时物体的总质量大小,故溢水杯对电子秤的压力
溢水杯对电子秤的压强为
故D正确。
故选ABD。
12.BD
【详解】A.铁球下沉过程中,容器中水的深度没变,根据知,杯底受到的水的压强不变,故A错误;
B.乒乓球上浮,是因为乒乓球受到竖直向上的浮力大于乒乓球竖直向下的重力,故B正确;
C.乒乓球静止时为漂浮,排开水的体积
铁球静止时下沉到水底,排开水的体积
因为
所以
因为
所以静止时两球受到的浮力
故C错误;
D.铁球下沉过程中,排开液体的体积不变,根据知铁球受到的浮力保持不变,故D正确。
故选BD。
13. 物体排开液体的重力 浮力 排开液体的体积 ρ水g(V2-V1)
【详解】[1]浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体的重力,这就是阿基米德原理。要探究“验证阿基米德原理”,实验需要比较的是浮力和物体排开液体的重力的大小关系。
[2]根据称重法可知,实验中弹簧测力计的两次示数差(F1-F2)表示物体所受的浮力。
[3]量筒是直接或者间接测量物体体积的仪器,因此在实验中量筒中液面的两次示数差(V2-V1)表示排开液体的体积。
[4]由以上分析可得,通过实验可以发现浮力大小为
14. 浮力 体积 重力
【详解】[1]根据称重法可知,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F2,所以,“验证阿基米德原理”的实验中,弹簧测力计两次示数差表明了物体受到的浮力作用。
[2][3]用量筒可以测量出物体排开液体的体积,根据m=ρV和G=mg可以计算出物体排开液体受到的重力,然后比较两者是否相等。
15. 1.2 1000 4×103
【详解】[1]由图乙可知,0~1kg时,杯子对细杆的压力保持12N不变,说明杯子的重力为12N,杯子的质量为
[2]由图乙可知,当加入1kg水时,水刚好到达杯子的底部,水的深度等于杆的高度,即
h=10cm=0.1m
此时水对容器底的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
[3]加水1kg水时,水刚好到达杯子的底部,加到1.4kg时,对细杆的压力最小,浮力到达到最大,从1.4kg水开始进入杯子,到1.7kg杯子里的水装满,则杯子中水的质量为
m杯水=1.7kg-1.4kg=0.3kg
杯子中水的体积为
杯子排开水的体积为
V排=S杯子h杯子=60cm2×10cm=600cm3=6×10-4m3
杯子的体积为
V=V排-V杯水=6×10-4m3-3×10-4m3=3×10-4m3
杯子的密度为
16. 4.9 变小 不变 不变
【详解】[1]因为木块漂浮在水中,由物体浮沉条件可知,木块所受的浮力为
F浮1=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
[2]若该木块漂浮在盐水中,木块受到的浮力
F浮2=G木,F浮1=F浮2
即
ρ水V排水g=ρ盐水V排盐水g
因为ρ浓盐水>ρ水,因此V盐水<V排水。
[3]因为木块漂浮在水中和盐水中,所以
F浮1=F浮2=G木=G排=m液g
所以排开液体的质量不变。
[4]增大该物体浸没的深度时,物体排开水的体积不变,根据阿基米德原理
F浮=G排=ρ水gV排
可知,物体受到的浮力大小不变。
17. 等于 小于
【解析】略
18. 水 竖直向上 上浮 减小
【详解】[1][2]龙舟静止在湖面上,龙舟对水有竖直向下的压力,水对龙舟有竖直向上的浮力,故浮力的施力物体是水,浮力的方向是竖直向上。
[3][4]当运动员从龙舟走上岸后,龙舟的总重力减小,龙舟对水的压力减小,由二力平衡可知,浮力等于压力,故浮力会减小,根据F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积会减小,故龙舟在水中将上浮一些。
19. 变小 变大 下落 变大
【详解】(1)[1]声音的传播需要介质,因此用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,空气稀薄,听到正在发声的手机的响度将变小。
(2)[2]不断向外抽气时,玻璃罩内气压的变小,气球内的气压大于外部气压,所以气球其体积将变大。
(3)[3]装满水的杯子(杯口用薄塑料片覆盖并倒置悬挂),玻璃罩中的气体压强变小,塑料片受到的气体向上的压力变小,小于水的压力和重力之和,塑料片将下落。
(4)[4]用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,空气密度变小,根据阿基米德由F浮=ρ气gV排可知金属块受到空气的浮力变小,根据F示=G-F浮可知弹簧测力计下挂着钩码测重力时,其示数将变大。
20.
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,圆柱体的重力
G=F示=12N
从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,根据称重法知浮力为
物体是全部浸没,圆柱体的体积等于排开水的体积,根据得圆柱体的体积为
[2]圆柱体的质量为
圆柱体的密度
21. 变小 变大 不变 0.5 0.5 F1-F3=F4-F2 排开水的重力 偏小 液体密度 寻找普遍规律
【详解】(1)[1][2]用弹簧测力计提着物块缓慢下降,在物块从接触水面到刚好浸没在水中的过程中,物块浸没在水中的体积逐渐增大,则物块受到的浮力逐渐增大,所以弹簧测力计对物块的拉力逐渐减小,故左侧弹簧测力计的示数减小。
[3]由于物块浸没在水中的体积逐渐增大,物块排开的水从溢水杯流出,所以溢水杯中水的深度保持不变,由液体压强特点可知,水对溢水杯底部的压强不变。
(2)[4]由左图可知,左侧弹簧测力计的示数为2N,即物块的重力为2N;由右图可知,左侧弹簧测力计示数为1.5N,则物块浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为1.5N,由称重法可知,物块浸没在水中时受到的浮力
F浮=F1-F3=2N-1.5N=0.5N
[5]由左图可知,右侧弹簧测力计的示数为0.2N,即空桶的重力为0.2N;由右图可知,右侧弹簧测力计示数为0.7N,则空桶和排开水的重力为0.7N,所以排开水的重力
G排=F4-F2=0.7N-0.2N=0.5N
[6]根据实验中所测的数据可知,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等,则可得
F1-F3=F4-F2
(3)[7][8]溢水杯中未装满水,当物块浸入时,水先要充满溢水杯才会溢出,这样溢出的水的体积小于物块浸入液体的体积,实验会使测得的溢出水的重力偏小。
(4)[9]将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,由于酒精的密度小于水的密度,发现F3变大 ,即物块在酒精中受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[10]换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
22. F2与F1成正比 F1相等时,圆柱体密度越大,F2越大 1与6(或2与8) F1与ρ的比值相等 5
【详解】(1)[1]由表一中的数据能够发现,每当F1增大为原先的几倍,F2也随之增大为原先的几倍,F2与F1的比值为0.5固定不变,所以可得,密度相等的均匀圆柱体浸没在水中后,F2与F1成正比。
(2)[2] 由1与5可知,当F1=2N时,表2中圆柱体密度为4g/cm3,表1中圆柱体密度为2g/cm3,表2中F2为1.5N,表1中F2为1.0N,可得圆柱体密度越大,F2越大,同理2与6或3与7或4与8均可得到此结论,即均匀圆柱体浸没在水中后,F1相等时,圆柱体密度越大,F2越大。
(3)[3][4]由表中数据可知,相等的有1与6,2与8;
1中F1=2N,F2=1N,ρ=2 g/cm3,6中F1=4N,F2=3N,ρ=4 g/cm3,均为1N,F1与ρ的比值为1;
2中F1=4N,F2=2N,ρ=2 g/cm3,8中F1=8N,F2=6N,ρ=4 g/cm3,均为2N, F1与ρ的比值为2;可发现当相等时,F1与ρ的比值相等。
(4)[5]因F1与ρ的比值相等时,相等,且。当G=6N,ρ=6 g/cm3时,F1与ρ的比值为1,与实验序号1中的F1与ρ的比值相同,所以相等,等于1N,则