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在物理课外小组的活动中,老师拿出一个刻线间距为1mm的量筒和一个空的厚底小玻璃瓶...

在物理课外小组的活动中,老师拿出一个刻线间距为1mm的量筒和一个空的厚底小玻璃瓶,小玻璃瓶可以放到量筒中.老师让同学们用这几样东西,再借助于日常生活中常用的东西,测量制成玻璃瓶的这种玻璃材料的密度.小明想了一会儿,就向量筒中倒入一些水,将量筒放在水平桌面上,记下量筒中的水深为22.0cm;再将空瓶开口向上放在量筒中,空瓶可以开口向上浮在水面上,小明从刻度线测量得此时量筒中的水深为28.0cm.随后小明将空瓶按入水中,瓶中充满水沉到量筒底部时,量筒内的水面恰好与24.2cm的刻度线相平.根据实验测得的数据,并借助已知水的密度,小明很快就求出了玻璃材料的密度.请说一下,小明是怎样解决这个问题的?他测量出玻璃材料的密度应是多大?
要求玻璃的密度,就要想法知道玻璃的质量和体积,在此题中,由于没有测量质量的工具,所以玻璃瓶的质量要通过浮力与重力的关系去间接得到.浮力的大小可以通过玻璃瓶漂浮在水面上,利用阿基米德原理去解决.此题的难点还有:量筒上面的单位给出的不是体积,而是刻度之间的间距,如何利用间距转化为体积也是此题需要解决的问题. 【解析】 设量筒的横截面积为S,则玻璃瓶漂浮在量筒中时排开水的体积为:(28-22)S,此时的玻璃瓶受到的浮力为:ρ水g(28-22)S; 由于玻璃瓶处于漂浮状态,所以玻璃瓶受到的重力等于浮力即:G=ρ水g(28-22)S=6ρ水gS; 从而可以得到玻璃瓶的质量为:6ρ水S. 当空瓶浸入到量筒底部时,此时排开水的体积等于玻璃瓶的体积为:(24.2-22)S=2.2S; 根据公式ρ瓶===2.73g/cm3=2.73×103kg/m3 故答案为:2.73×103kg/m3.
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考点分析:
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科学家通过实验探究,某一定质量的气体在体积不变的情况下,压强随温度的变化规律得到如下数据:
实验次序12345
气体的温度t/℃255075100
气体的压强P/×103Pa100110120130140
分析数据,得出结论是:______
分析数据,给出p与t的关系式.______
猜想:气体压强还可能跟____________有关.
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为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同的圆柱体竖直放置在同一水平沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示.实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小.
表一 (ρ=8.9×103kg/m3
实验序号材料高度(cm)底面积(cm2  )
12010
22020
32030
表二(ρ=7.9×103kg/m3
实验序号材料高度(cm)底面积( cm2  )
42010
52020
62030
表三(ρ=8.9×103kg/m3
实验序号材料高度(cm)底面积(cm2   )
71010
81020
91030
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6,或7、8、9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当圆柱体材料的密度和高度相同时,压力的作用效果与底面积 ______(选填“有关”或“无关”).
(2)分析比较实验序号 ______的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当圆柱体的高度相同时,材料的密度越大,压力的作用效果越显著.
(3)请分析比较实验序号1与7(或2与8,或3与9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论:______
(4)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,可初步得出:______
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容积相同的甲、乙两圆柱形容器都装满水,放在水平桌面上,如图所示,则水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是p______p,F______F(大于/等于/小于).

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在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学做了如右图所示的三个实验,通过观察三次实验时的______,显示压力作用的效果.比较______两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;比较______两图所示实验,说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.

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自选题:(只重点校做)为了探究“液体内部压强与哪些因素有关”,部分同学提出如下猜想:
猜想1:液体内部的压强,可能与液体的深度有关;
猜想2:同一深度,方向不同,液体的压强可能不同;
猜想3:液体内部的压强,可能与液体的密度有关.
为了验证上述猜想1和猜想2,他们用压强计研究水内部的压强,得到的数据如下表:
序号123456789
深度(cm)555101010151515
橡皮膜方向
压强计液面高度差(cm)4.34.34.39.29.29.213.813.813.8
(1)请你分析实验数据并回答:为了验证猜想1,应选序号为______的实验数据(填写序号);猜想2的结论______(选填“正确”或“不正确”),根据数据的分析,可得出的结论是:______
(2)为了验证猜想3是否正确,在上述实验的基础上,请你设计实验探究方案,写出实验步骤.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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