某物理兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验.实验器材有:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等.水火箭构造如图所示.根据老师的介绍,同学们了解到水火箭升空原理如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上.用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出,利用水的反冲作用把瓶推向高空.
(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的______知识来解释.从能量转化角度来看,水火箭的动能是由______能转化来的.
(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:
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:______.
考点分析:
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为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材.
第一小组:探究金属块的下沉条件.实验中,他们用两种方法测量了物体受到的浮力:
方法1:称重法.测量过程及示数如图(甲)所示,则金属块所受的浮力为______N.
方法2:阿基米德原理法.测量过程与示数如图(乙)所示,则排开水的体积为______mL,根据F
浮=G
排=ρ
水V
排g可计算出浮力.
第二小组:探究木块上浮的条件.要测量木块浸没时的浮力,你准备选用上述两方法中的方法______(选填“1”或“2”),并简要说明操作中还应采取的措施:______.
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利用如图的器材(水任意取),探究“物体漂浮在液面时,所受浮力与自身重力的大小关系”,即物体漂浮的条件.
(1)使用测量仪器前,应观察它的量程和分度值.如图所示弹簧测力计的分度值是 ______N,量筒的分度
值是 ______mL.
(2)现围绕主要实验步骤,回答有关问题:
①向量筒中注入适量的水.
②在质量约为几克的小塑料瓶中放入适量的螺丝钉,使它能浮在水面上.
问题:小塑料瓶本身就能浮在水面,而实验时为什么还要放
入适量的螺丝钉呢?请说明“放入适量螺丝钉”的好处:______.
③测出放有螺丝钉的小塑料瓶的重力G.
④读出量筒中水的体积V
1;将小塑料瓶放到量筒中,稳定时读出水面对应的刻度V
2;则小塑料瓶所受浮力的表达式是:______.
⑤比较小塑料瓶所受 ______的大小关系,可以初步得出结论.
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小明和小华利用如图所示的实验器材,探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
(1)探究蜡块的上浮条件
①测量蜡块的重力
小明设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力.
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力.
你支持______(小明/小华)的方案,理由是______.
②测量蜡块受到的浮力.
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力.你认为上述操作用存在的问题是______.
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件.
(2)探究蜡块下沉的条件
①测量石块的重力;
用弹簧测力计测出石块的重力.
②测量石块受到的浮力;
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力.
小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是:______.
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件.
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在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关?”的活动中,同学们将新鲜萝卜浸没在水中松手后,萝卜都上浮直至漂浮在水面上,如图所示.为了使漂浮的萝卜沉下去,小明将一根铁钉全部插入萝卜中,小华也用同样的铁钉,但只将其一半插入到萝卜中,再次将萝卜浸没水中松手,结果两只萝卜均沉入水底.从物体受力的角度来看,他们在萝卜中插入铁钉是为了改变
力的大小,从而使浮力
(大于/等于/小于)重力;从他们探究的方法来看,
(小明/小华)的方法更合理,理由是
.
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如图所示是认识浮力的探究实验.
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如(a)实验所示,物重G=______N.
(2)当用手向上托物体时,如(b)实验所示,手对物体向上的托力F=______N.
(3)当物体浸入水后,如(c)实验所示.将(c)实验与(a)、(b)实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力.水对物体的浮力F
浮=______N.
(4)该实验是通过______物理方法,建立起浮力概念的.
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