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实验中学物理课外实验小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况,进行了如下的实验:将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体(高度为10cm)缓慢浸入水中(水足够深),从圆柱体接触水面至接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F.实验数据如下表.
实验次序12345678
h/cm2468101214
F/N4.754.253.753.252.752.252.252.25
F/N0.501.001.50
(1)请将第4次实验计算出的浮力填入表格;
(2)依据表中数据,在右边的坐标系中画出浮力F与深度h关系的图象;
(3)通过对图象的分析,你得到的结论是:______
(4)物体的体积是多少?(g取10N/kg)

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(1)分析表中深度h与浮力F浮的比值关系,找出h与F浮间的规律,然后求出各次实验所对应的浮力. (2)用描点法作图,先根据实验数据描点,然后作图. (3)先作浮力与金属体浸入水中的深度h的关系图象出,由图象分析各物理量间的关系F浮与h成正比,然后得出结论. (4)物体的体积就等于它所排开水的体积,物体所受的浮力大小等于它所排开水的重力,由物体所受浮力求出它所排开水的体积,再求物体体积. 【解析】 (1)在竖直方向上,金属体受竖直向上的浮力F浮,弹簧秤竖直向上的拉力F,竖直向下的重力G, 物体处于平衡状态,则这三个力的合力为零,即F浮+F-G=0,由F浮=G-F可求出5,6,7,8次的浮力, 大小分别为2.00N    2.50N   2.50N   2.50N. (2)先根据实验数据,在坐标纸上描点,再连线作图.图象如图所示. (3)圆柱型金属体的体积V,等于圆柱型金属体的底面积S,与高度h的成绩,即V=Sh,由图象可看出, 圆柱型金属体所受的浮力F浮与圆柱型金属体浸入水中的深度h成正比,也与浸入水中的体积V成正比, 由图象得出的结论是:圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成正比. (4)由题意知,金属体完全浸入水中时所受浮力F浮=2.50N, 金属体所受浮力等于它所排开的水所受的重力,即G水=2.50N,G水=m水g,m水===0.25Kg, 所排开水的体积V水===2.5×10-4m3. 金属体的体积等于它所排开水的体积V金属=V水=2.5×10-4m3. 答:物体的体积是2.5×10-4m3.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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