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小明同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,...

小明同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止。实验过程如图所示:

(1)______两图可知,圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关。

(2)比较abc三图可知,浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟______有关。

(3)物体浸没在水中受到的浮力为______N,圆柱体的体积为______ cm3,圆柱体的密度为______kg/m3

(4)小明完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降深度hFh图像。那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F______N。实验表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟______有关。此液体的密度ρ______kg/m3,圆柱体的高度为______cm

(5)一个与实验所用圆柱体材料相同、体积相同的空心工艺品在图乙实验的液体中悬浮,工艺品的密度为______kg/m3,工艺品的质量为______kg,工艺品空心部分的体积为______ cm3

(6)实验中选用不同的液体多次试验的目的是______

 

c、d 物体排开液体的体积 5 500 1.2×103 4 液体密度 0.8×103 6 0.8×103 0.4 167 寻找普遍规律 【解析】 (3)由a、c可知,物体浸没在水中受到的浮力为5 N,由F浮=ρ gV排可知,圆柱体的体积V===500 cm3,圆柱体的密度为ρ====1.2×103 kg/m3;(4)由F-h图像可知,物体完全浸没在液体中时受到的浮力为F浮′=G-F示=6 N-2 N=4 N,则可判断出物体受到的浮力与液体的密度有关,实验中所用液体的密度ρ液===0.8×103 kg/m3,由图可知圆柱体的高度为6 cm;(5)根据浮沉条件,工艺品在液体中悬浮,则工艺品的密度等于液体的密度为0.8×103 kg/m3,则工艺品的质量为m=ρV=0.8×103 kg/m3×0.5×10-3 m3=0.4 kg,则空心部分的体积V空=0.5×10-3 m3-≈0.167×10-3 m3=167 cm3。  
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考点分析:
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小华探究杠杆平衡条件时,进行了如下操作:

(1)实验前小华发现杠杆静止时处于如图甲所示的状态,此时杠杆处于______状态(选填“平衡”或“非平衡”);调节平衡螺母,使杠杆水平平衡,这样做的目的是______

(2)如图乙所示,小华在A点挂2个钩码,B点挂4个钩码,刚好使杠杆水平位置平衡,记录实验数据。接着他将A点和B点下方的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆此时会______(选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”),调整并记录实验数据。

(3)小华多次改变挂在支点O两侧钩码的数量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂和阻力、阻力臂的数据,其目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。

(4)得到的部分数据如下表:

实验序号

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

1

4

2

2

2

2

3

3

2

3

1.5

4

2

3

4

1

4

1

4

 

根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______

(拓展)若图丙中弹簧测力计读数F12.4 N,则拉力与水平方向的夹角为______。(每个钩码重0.5 N

(补充设问)(5)数据中有一次动力臂与阻力臂相等,这类杠杆是______杠杆。此类杠杆应用有______(请举一例)。

(6)小华在完成规定实验得出杠杆的平衡条件后,他想进一步研究,如果杠杆受到F2F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图丁所示的结果,

根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1______。(F1F2F3的力臂分别为L1L2L3

(7)有的同学做完实验后得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中______(填字母)。

A.没有改变力的大小

B.没有改变力的方向

C.没有改变力的作用点

D.实验次数较少,结论具有偶然性

 

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小华在探究杠杆平衡条件时,使用的每个钩码重均为0.5 N,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。

(1)小华在杠杆两端挂上不同数量的钩码,使杠杆在水平位置平衡,得到的数据如下表所示:

实验

次数

动力

F1/N

动力臂

L1/cm

阻力

F2/N

阻力臂

L2/cm

1

0.5

10

1

5

2

1

3

5

15

3

2

15

1.5

20

4

1.5

10

3

5

 

实验数据中有一次是错误的,则错误数据的实验次数是第______次,错误的原因可能是______。分析数据可知杠杆的平衡条件是______

(2)小华在A点挂4个钩码,如图甲所示要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个相同的钩码;当杠杆平衡后,将AB两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格,则杠杆的______(选填“左”或“右”)端将下沉。

(3)小明想利用杠杆测量某金属块的密度,于是做了以下实验:

A.将金属块悬挂在B点,在A点悬挂2个钩码时,杠杆在水平位置平衡,此时金属块的质量为______kg

B.将金属块完全浸没在水中,将A点所挂钩码向右移动一格后杠杆再次平衡,此时金属块受到的浮力为______N

C.计算出金属块的体积为______ cm3,金属块的密度为______kg/m3

(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行了探究,发现在杠杆右端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,你认为不相符的原因是______

 

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某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。

实验次数

1

2

3

钩码重G/N

4

4

6

钩码上升高度h/m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F/N

1.8

1.6

1.8

绳端移动距离s/m

0.3

0.4

 

机械效率η

74.1%

62.5%

 

 

(1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。应该在测力计______(选填“静止”或“运动”)时读取拉力大小。

(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用______(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。

(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍可计算出第3次的机械效率为______

(4)通过第2次和第3次的实验数据分析可得出结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,物体越重,滑轮组的机械效率______(选填“越高”“不变”或“越低”)。

(拓展)已知图中每个滑轮的重均为1 N,第1次实验中拉力克服摩擦和绳重所做的额外功为______J

(补充设问)(5)若某同学在实验时没有竖直拉动弹簧测力计,则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。

(6)用同一滑轮组匀速提升和匀速放下同一物体时,拉力大小是否一样呢?______,原因是:______

 

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某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中,实验装置如图所示,不计绳重及摩擦。

(1)经过多次实验得到数据如下表所示:

实验次数

实验装置

钩码重G/N

钩码上升的高度h/m

绳端拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率η

1

4

0.1

2.7

0.2

74%

2

4

0.1

1.8

0.3

74%

3

8

0.1

3.2

0.3

83%

4

8

0.1

2.5

0.4

80%

 

①比较______两次实验数据可得出结论: 使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。(填实验次数的序号)

②通过比较______两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高。(填实验次数的序号)

③通过比较34两次实验数据可得出结论:______

④若不考虑摩擦力,第1次实验中使用的动滑轮的重力为______N

⑤第3次实验过程中,钩码上升0.1 m所用的时间为2 s,则拉力做功的功率为______W

(2)小明发现实验过程中弹簧测力计的示数不稳定,于是他建议在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法______(选填“正确”或“错误”),原因是:______

 

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某实验小组的同学在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,将两端开口的玻璃管一端扎上橡皮膜,竖直插入水或盐水的不同深度处,观察到橡皮膜分别向上凸起,实验现象如图1abc所示。

(1)根据实验现象,实验小组的同学提出以下猜想。

①根据图1bc,小组同学一致认为:液体内部压强可能与______有关。

②根据图1ab,小组同学产生了不同的观点:小红认为液体内部某点压强可能与距离液面的高度h有关,小李则认为液体内部某点的压强可能与距离容器底部的高度d有关。

(2)为了验证猜想,小组同学接着将一端扎有橡皮膜的玻璃管分别竖直插入甲、乙两种不同液体中(ρρ),并设法改变hd,通过在玻璃管中加入适量的水,使橡皮膜在液体的不同位置处都能保持平整,如图2所示。然后通过测量玻璃管中所加水的质量和玻璃管的底面积,求得橡皮膜所受的液体压强p,并将实验有关数据分别记录在表一、表二中。

表一 液体甲

表二 液体乙

实验序号

h/cm

d/cm

p/×103 Pa

实验序号

h/cm

d/cm

p/×103 Pa

 

1

5

15

0.4

6

5

15

0.6

 

2

10

10

0.8

7

10

10

1.2

 

3

15

5

1.2

8

15

5

1.8

 

4

20

5

1.6

9

20

5

2.4

 

5

30

5

2.4

10

30

5

3.6

 

 

①分析比较实验序号16(或27,或38,或49,或510)的数据及相关条件,得出的初步结论是:当距离液面的高度h相同,距离容器底部的高度d相同时,______

②小红分析实验序号345(或8910)的数据及相关条件,得到的初步结论是:同种液体内部,当距离容器底部的高度d相同时,______;小李同学分析实验序号123(或678)的数据及相关条件。得到的初步结论是:同种液体内部压强p与距离容器底部的高度d成反比。对于小红和小李的结论,你认为结论错误的是______的(选填“小红”或“小李”),理由是______

(拓展)由表中数据可知液体乙的密度ρ______kg/m3

 

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