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放在水平桌面上的底面积直径为D的圆柱形容器中装有适量的水,现将一质量为m的木块A...

放在水平桌面上的底面积直径为D的圆柱形容器中装有适量的水,现将一质量为m的木块A放入水中,木块A漂浮,它露出水面的部分是它总体积的1/n,如图(甲)所示;将一体积为V的金属块B放在木块A上,木块恰好浸没在水中,如图(乙)所示;若将金属块B放入某种液体中,容器底对金属块B的支持力是F,如图(丙)所示。

1)画出图(甲)中木块A在竖直方向上的受力示意图。

2)图(乙)相比于未放金属块B之前的图(甲),水对容器底的压强增加了多少?

3)图(丙)中容器中液体的密度为多少?

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)因为物体A漂浮在水中,所以物体A受到的浮力和重力大小相等,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,作用点都画在重心处,如图所示: (2)在甲图中,因为A漂浮,则受到的浮力与重力相等,即F浮=G, 根据阿基米德原理和重力公式可得:ρ水g(1-)VA=mAg=ρAVAg; 解得:ρA=ρ水; 由ρ=得,A的体积为:VA===; 容器的底面积为:S=π()2=; 由图乙知,A恰好完全浸没, 所以,放上金属块B后,A排开水的体积的增加量:△V=VA=×=; 此时水面上升的高度为:△h===; 则水对容器底的压强增加量:△p=ρ水g△h=ρ水g=; (3)图甲中,A物体漂浮,由阿基米德原理和漂浮条件可得: F浮A=ρ水gV排=ρ水g×(1-)VA=mAg, 所以,ρ水VA=mA--------① 图乙中,AB的整体漂浮,所以F浮AB=ρ水gV排′=ρ水gVA=(mA+mB)g, 即ρ水VA=mA+mB--------② 由①②可得B物体的质量:mB=ρ水VA=ρ水×=; 丙图中B物体受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下的重力, 由力的平衡条件可得:F浮B+F=GB=mBg, 即ρ液gV+F=; 解得此液体的密度为:ρ液=.  
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考点分析:
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在小明过生日的那天,小明的爸爸送给了他一部iPhone8(你要没做过前两次滴月考卷子,你根本不造介里边儿唆滴似嘛,呵呵……),同时又送给了小明的妈妈一个和田玉的项链坠儿。小明拿起iPhone8就拍照发朋友圈,想秀秀爸爸妈妈的恩爱。几秒钟他就得到了一条简单的回复:真的假的?小明问度娘得知:和田玉是白色软玉的特定名称,其主要矿物质是透闪石和阳起石,正常密度在2.95×103kg/m3左右。他想要测量它的真实密度,看看这块玉到底是真是假。

他手边能够找到的测量工作有:弹簧测力计(量程为5N、分度值为0.2N)、天平(量程为210g、分度值为0.2g)、规格为200mL的烧杯、细线、足量的水。

1)请你帮助他写出实验步骤,要包含需要测量的物理量。

2)写出计算和田玉密度的表达式,用测量量表示。

 

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猜想一:浮力的大小可能与液体的密度有关;

猜想二:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;

猜想三:浮力的大小可能与物体的形状有关。

下图表示探究过程及有关数据。

1)分析图ABCD,是为了探究浮力的大小与______的关系。

2)分析图_____,是为了探究浮力的大小与液体的密度的关系,可以得到的实验结论是______

3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是______N

4)小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关,他找来一小团橡皮泥、烧杯和水进行实验.实验步骤如下:

步骤一:将橡皮泥团放入盛有适量水的烧杯中,橡皮泥团下沉至杯底.

步骤二:将橡皮泥团捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。

a)小明通过分析得出结论:由于第一次橡皮泥团受到的浮力_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次呈“碗状”时受到的浮力,所以物体受到的浮力与其形状有关。

b)同组的小红不同意小明得出的结论,她指出小明的实验有一处错误,所以才会得出错误结论的,错误原因是______

 

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1)为了尽量精确的测量铝块的密度,请你帮助小明选择适合的器材并填写在横线上:_____

2)在实验进行过程中,小明使用天平测量铝块的质量,其中一次的示数如下图所示,则该铝块的质量为______

3)老规矩,画表格。_____

 

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