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如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一...

如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有manfen5.com 满分网的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg.)
(1)求此时容器底部受到的水的压强.
(2)求木块A的密度.
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.
(4)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求Fl、F2之比.

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(1)根据液体压强公式P=ρgh,将已知数值代入即可求出容器底部受到的水的压强. (2)利用物体的沉浮条件,此时木块漂浮.F浮=G (3)因木块A刚好完全浸没水中,此时弹簧对木块A的作用力为F1=F浮-G (4)因木块A刚好完全离开水面,此时浮力为0,此时弹簧对木块A的作用力和木块的重力是一对平衡力,两者相等,即:F2=G.在(3)中,已经得到了F1的表达式,直接代值即可求出答案. 【解析】 (1)P水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa; (2)因木块漂浮,所以G=F浮=ρ木gV=ρ水g×Vkg/m3, 由此可得ρ木==0.6×103kg/m3; (3)F1=F浮-G=ρ水gV-ρ木gV, 向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水, 此时水面的大致位置如下图: (4)由于物体A刚好离开水面,所以不再受浮力作用,则有: F2=G=ρ木gV, ==. 答:(1)此时容器底部受到的水的压强为2000Pa. (2)木块A的密度为0.6×103kg/m3. (3)见上图. (4)Fl、F2之比为2:3.
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考点分析:
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(3)思考并回答:
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(2)实验后小星提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢?
小星猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有______(写出一点).
(3)实验小组通过试验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设每一次充入气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为300ml.通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录.考虑到安全做了三次,实验结果如下:
瓶塞塞入深度更深
高度(m)2512
这可验证水火箭上升高度与______有关的猜想是否正确的.
(4)为了验证小华的猜想,请你为她设计一个可行的实验步骤:______

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(2)小明再作图(b)所示的检查. 当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化. 出现这种情况的原因是:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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