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在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想: 猜想一:浮力的大...

在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:

猜想一:浮力的大小跟物体浸没的深度有关

猜想二:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关

猜想三:浮力的大小跟液体的密度有关

为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:弹簧测力计、金属块、两个相同的圆柱形容器(分别装有一定量的水和盐水)。实验装置如图所示,用弹簧测力计提着金属块逐渐浸入到盛有液体的容器中,弹簧测力计示数越小,说明物体所受的浮力越大。

(1)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可选用______的实验来进行分析。

(2)下表是某同学在探究“猜想二”时记录的数据表格,请将其补充完整。

次数

液体

种类

物体浸入液

体的体积

G/N

F/N

F/N

1

未浸入

5

5

0

2

一半浸入

5

3

2

3

全部浸入

5

1

____

 

(3)结合实验过程分析甲、丁、戊图的实验,得出的结论是______

(4)如图能正确反映金属块所受浮力F随浸入水 中深度h变化关系的图像是______

(拓展)结合实验过程分析图中的装置可得出,金属块的体积为______cm3,实验中所用盐水的密度为______kg/m3。(g 10 N/kgρ 1×103 kg/m3

 

甲、丙、丁 4 物体浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大 D 400 1.1×103 【解析】 (1)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图甲、丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系;(3)丁、戊图的实验排开液体体积相同,而液体密度不同,弹簧测力计示数不同,根据数据计算,盐水的密度大,受到的浮力大,所以排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;(4)根据阿基米德原理:F浮 =ρ液 gV排 ,在物体从浸入水中到浸没的过程中,排开液体的体积变大,受到的浮力变大,当浸没后,排开液体的体积不再改变,故受到的浮力不变,正确反映物体所受浮力F随浸入水中深度h变化关系的图像是 D;【拓展】由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮 =G-F=5 N- 1 N=4 N;圆柱体的体积V=V排===4×10-4 m3=400 cm3;由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:F浮盐水=G-F′=5 N-0.6 N=4.4 N,盐水的密度ρ盐水== =1.1×103 kg/m3。  
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考点分析:
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同学们在探究液体压强的实验中,进行了如图乙所示的操作:

1)如图甲所示是用来研究液体压强特点的压强计,发现U形管两端的液面高度不相同,接下来的操作是_____________。解决问题后用手按压压强计上金属盒上的橡皮膜,是为了检查_____________

2)分析AB两图的实验现象,得出的结论是______________________________

3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用图乙中______的两图进行对比。

4)小明保持B图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,他发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。同学小婷认为他的结论不可靠,原因是________________________

5)完成实验后,小明发现根据压强计测出水的压强和用烧杯中金属盒的深度计算出水的压强不相等,多次实验仍存在这种现象,经过讨论,发现是由于金属盒的橡皮膜发生形变,从而导致______(选填“>”“<”或“=”)

 

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如图所示为探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验装置。

(1)若木板不水平(如图乙所示),仍拉动木块做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数______(选填大于/小于/等于)此时木块受到的摩擦力。

(2)图甲中若水平加速拉动弹簧测力计,木块受到的滑动摩擦力______(选填变大/变小/不变)。

(3)通过实验甲,小明收集得下表所示的实验信息。

序号

木块放

置情况

接触面

情况

接触面所受

压力F/N

弹簧测力计

示数F/N

1

平放

木板

4

1.2

2

平放

木板

6

1.8

3

平放

木板

8

2.4

4

平放

棉布

6

2.4

5

平放

毛巾

6

2.8

 

①分析序号为123的三组实验数据可得,______

通过分析序号为______的三组实验数据可得,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。

(4)小明发现实验中弹簧测力计读数不方便。经过思考,对实验装置进行改进,如图丙所示,实验中______(选填一定/不一定)要匀速拉动小车。

(拓展)物理学中将滑动摩擦力与压力的比值叫做此接触面的动摩擦因数,若木块对木板的压力为10 N,则此时木板与木块的滑动摩擦力为______N

 

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小红和小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小红设计并进行了如图所示的三次实验。

(1)在图甲所示实验中,拉动物块做匀速直线运动,则物块所受的滑动摩擦力是______N

(2)比较甲、乙两次实验,可以得出的结论是______,滑动摩擦力越大。

(3)比较______两次实验可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。

(4)小明仔细观察了小红的实验过程,发现除实验次数少之外,还存在着不足,请你帮小明从实验操作角度写出其中一条:______

(拓展)小明想探究滑动摩擦力是否与接触面积的大小有关,他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面积越小,滑动摩擦力越小。你认为小明的结论正确吗?______,理由是______

 

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(双缺型)小明设计了一个利用如图装置测不规则石块密度的实验。

a.在使用弹簧测力计之前要在______方向调零,然后将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使水满过溢水口流入空杯中;

b.当水不再流出时弹簧测力计的示数分别为G1G2,如图甲所示。

c.将一个小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,此时溢出的水全部流入另一杯中,当水不再流出时,弹簧测力计的示数分别为G3G4,如图乙所示。

(1)小石块的体积V______,小石块的密度ρ______。(用题中字母表示)

(2)若此小石块具有轻微吸水性,则他测得的小石块密度比真实值______(选填偏大/偏小/不变)

(拓展)小军看后觉得小明的方案太麻烦,他利用弹簧测力计、水和烧杯来测出石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。

a.用弹簧测力计测出石块在空气中的重力,记作G

b______,记作F

c.石块密度的表达式为ρ______。(用测量量的字母表示,水的密度为ρ

 

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(缺量筒)小明想利用台秤、细针、烧杯和水测量西红柿的密度,实验方案如下所示:

(1)选取一个底面积为10 cm2的烧杯,装20 cm深的水,先将烧杯放在台秤上,如图甲所示,则空烧杯的质量为______g

(2)先将西红柿放在水中,发现它漂浮在水面上,说明西红柿的密度______(选填大于/小于/等于)水的密度,然后用细针将西红柿按压入水中,当西红柿浸没在水中时,台秤示数如图乙所示;

(3)然后移开细针,西红柿逐渐浮出水面,静止时台秤示数如图丙所示,分析三图可知容器底所受液体压强最大的为______图(选填甲//丙);小明分析电子秤的数据后可知,西红柿的密度为______g/cm3(保留小数点后两位)。

(拓展)(1)同桌小刚认为,小明的实验操作乙至丙过程中,西红柿上会沾水,所测西红柿质量偏大,导致西红柿的密度偏大,你认为该说法是______的(选填正确/错误)。

(2)图甲中水对烧杯底部的压强为______Pa

 

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