如图甲所示,水平面上有一个装满水的溢水杯。将用细线悬挂在弹簧测力计上的实心铝球A缓慢浸没在水中静止时,如图乙所示,弹簧测力计的示数是3.4N。求:小球浸没在水中时所受到的浮力。(铝=2.7×103 kg/m3,g取10N/kg)
物块A是一个质量250g,边长为5cm的正方体。物块B是一个质量2000g,边长为10cm的正方体。把A放在水平桌面上,B放在A的正中央上方,如图所示。求物块B对物块A的压强。(g取10N/kg)
阅读《漏刻》一文,回答下列问题。
在机械钟表传入中国之前,漏刻是中国使用最普遍的一种计时器。《隋书天文志》中记载:“昔黄帝创观漏水,制器取则,以分昼夜。其后因以命官,周礼竿壶氏则其职也。”竿壶氏,即为掌漏刻的官员。唐代诗人李贺“似将海水添宫漏,共滴长门一夜长”,宋代苏轼“缺月挂疏桐,漏断入初静”,其中“漏”就是指漏刻,可见唐宋时期人们使用漏刻计时已经很普遍了。
漏,指漏壶。刻,指箭刻,箭上有刻度,是放置在漏壶内以标记时刻。漏刻通常使用铜壶盛水,又称为漏壶,滴漏以计时刻,故又称为“铜壶滴漏”。铜壶滴漏使用原理,是利用滴水多寡来计量时间,计时的准确度取决于水流的均匀程度。漏壶有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏两种。
沉箭漏古老而简单,只有单壶,壶的底部有小孔,壶中有箭刻,箭下以一只箭舟相托,浮于水面。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,箭刻随之逐渐下降,以显示时间。图甲所示,就是一个出土于河北省满城的西汉铜漏(满城铜漏),制造于公元前113年之前,图乙是它的原理图。这种漏刻,滴水速度受到壶中液位高度的影响,液位高,滴水速度较快,液位低,滴水速度较慢,先后流量不一,故其计时精度不会高,只能在日常生活中作为粗略的时段计时工具。
浮箭漏的发明晚于沉箭漏,但功能优于前者。它分供水的播水壶、及置放箭刻的受水壶两部分。使用时,播水壶的水经小孔不断注入受水壶,箭刻便逐渐随之上浮,以显示时间。后来发现计时准确度并未得到大幅提高,于是在前面的播水壶上方再加一只播水壶,用来保证第一只播水壶的水位稳定,使水流速度均匀。后来也有加多个播水壶,形成多级漏壶。图是中国国家博物馆展示的元代多级浮箭漏,图中的4号壶即为受水壶。
浮箭漏是史上记载使用最多、流传最广的计时器。不管是用哪种铜壶滴漏计时,主要是通过观察水位上升或下降时,箭刻上所显示的刻度来推算时间。如果泄水型漏壶,壶内装满水,水从底部小孔滴出,一天一夜刚好滴完。《说文解字》中就有:“漏,以铜受水刻节,昼夜百节。”之说。将一昼夜二十四小时,均分在箭刻的一百个刻度上,一个刻度就等于十四分二十四秒。
自东汉以来,历代都曾改革漏刻制,改百刻为十二倍数,如九十六、一百零八、一百二十。到清初《时宪书》施行后,正式将一昼夜百刻改为九十六刻,一个时辰(两个小时)分八刻,一小时为四刻,而一刻就是十五分钟,一直沿用至今。古人利用“圭表”辨别南北方位、确定节气和时刻;使用 “圭表”辨别南北方位、确定节气和时刻;使用“日晷”观察日影方位变化来推算一天的时间;改良圭表、日晷观察日影方位变化来推算一天的时间;改良圭表、日晷的缺点,运用漏壶中水位高低变动来计量时间。古代这些简单而有效的计时仪器,充分展现了先人的智慧。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)漏刻是利用_______来计量时间的;
(2)漏刻中的箭舟随着水位高低而升降,它所受浮力大小是_____(选填“变化”或“不变”)的;
(3)如图所示,多级漏刻的四个铜壶中,保持________(选填“1”、“2”、“3”或“4”)铜壶中水位的稳定,是提高计时准确度的关键;
(4)用沉箭漏计量时间,主要问题是随着水位降低水滴流速变慢。从物理角度来看,造成该问题的主要原因是____________________。
请你利用六个质量不同的小物块、天平(带砝码)、弹簧测力计、铁架台和细线,设计一个实验,证明:物体受到的重力与物体的质量成正比。写出实验步骤,画出实验数据记录表。
(1)实验步骤;
(2)实验数据记录表。
某实验小组研究“一个物体只受两个力,且处于平衡状态,这两个力的大小存在什么关系”时,设计并组装了如图甲所示的实验装置。
(1)在图乙中的虚线方框内,画出A物体所受外力的示意图。(________)
(2)请你针对探究的题目,分析一下此实验装置存在的问题:__________________。
(3)请你根据该小组实验装置存在的问题,选用图丙中提供的实验器材,对图甲所示实验装置提出改进建议:_________________。
如图所示,某小组“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(如图甲所示);
②将物体浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中,用空的小桶接住从溢水杯里被物体排开的水,水不再流出时,读出这时测力计的示数F(如图乙所示);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(如图丙所示);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(如图丁所示);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
请回答下列问题:
(1)在实验中,排开的水所受的重力用G排=G1 –G2得出,物体浸没在水中,受到水的浮力用F浮=________得出。(用上述测得量的字母表示)
(2)小组成员发现算出的物体受到浮力大小和排开液体重力的大小相差较大,请你指出本实验误差较大的原因和改进方法(不能添加实验器材):
误差较大的原因:______________________________________。
改进方法:____________________________________________。
(3)物体没有完全浸没在水中,_________(选填“能”或“不能“)用实验验证阿基米德原理。