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科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标灯模型,如右图A所示.航标灯A...

科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标灯模型,如右图A所示.航标灯A总重4N,A底部与浮子B用细绳相连.当水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升,使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持为5cm,航标灯A排开水的质量为500g、浮子B重0.5N(不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦).求:
(1)A底部受到水的压强是多大?
(2)航标灯静止时,浮子B的体积应为多大?(g取10N/kg,ρ=1.0×103 kg/m3

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(1)知道泡沫塑料A底部所处的深度和水的密度,利用液体压强公式求其受到的压强大小; (2)航标灯静止时,浮子B受的浮力(竖直向上)等于竖直向下的重力加上拉力,而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重,再利用阿基米德原理求浮子B的体积. 【解析】 (1)A底部受到水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa; (2)A受到的浮力 F浮=G排=mg=0.5kg×10N/kg=5N; A在重力、浮力和拉力作用下保持静止,则绳子对A的拉力为 F=F浮-GA=5N-4N=1N; B受到绳子的拉力F′=F=1N; 浮子在重力、浮力和拉力作用下保持静止,则B受到的浮力为 F′浮=GB+F′=0.5N+1N=1.5N; 根据F浮=ρgV排可得 浮子体积V===1.5×10-4m3; 答:(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是500Pa; (2)航标灯静止时,浮子B体积应为1.5×10-4m3.
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考点分析:
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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=GVg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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(1)实验器材:小石头、细线、溢水杯、水、小烧杯、量筒
(2)实验步骤:
A.在溢水杯中装满水;
B.用细线拴住小石头,把小石头浸没在溢水杯中,同时用小烧杯接住溢出的水;
C.用量筒测量______的体积V;
D.计算小石头受到的浮力,F=______
(3)小刚完成该实验后从溢水杯中取出小石头直接放在已调好的天平上测出质量,求出了小石头的密度.你认为小刚这样做,测得的石头密度值与实际密度相比偏______(选填“大”或“小”)了,原因是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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