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在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中央位置用隔板分成左右...

在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中央位置用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。当橡皮膜两侧的压强不同时,橡皮膜会向压强小的一侧凸起。请你和老师一起完成下述实验。

(1)这个装置______(选填“是”或“不是”)连通器。

(2)老师先在装置两侧倒入不同深度的水(如图所示),通过观察橡皮膜的凸起情况可以得出:同种液体,______越大,压强越大。

(3)接着,老师向左侧加盐并适当加水,直到左右两侧的液面相平,此时会观察到橡皮膜向______(选填“左”或“右”)侧凸起,由此说明:______

(4)随后,老师又向右侧注水,当水面距离橡皮膜12 cm 时,观察到橡皮膜不向任何一方凸起。已知此时左侧盐水液面距离橡皮膜10 cm,则左侧盐水的密度为______kg/m3

(拓展)完成上述实验后,老师还想借助上述装置测量一个实心固体小球的密度。在第(4)问所述情景的基础上,老师将小球放在右侧的水中,发现小球沉底,此时向左侧加入相同的盐水,当盐水液面升高1.5 cm时,观察到橡皮膜不向任何一方凸起;让装置再恢复到第(4)问所述的状态,把小球放在左侧的盐水中,发现小球漂浮。此时向右侧加入适量水,当观察到橡皮膜不向任何一方凸起时,停止加水,此时水面升高2 cm;则小球的密度为______g/cm3。(结果保留两位小数)

 

不是 深度 右 深度相同,液体密度越大,压强越大 1.2×103 1.11 【解析】 (1)此容器下端液体不能自由流动,故不是连通器;(2)通过观察橡皮膜的凸起情况可知,右侧液体对橡皮膜的压强大,由此可知,同种液体,深度越大,压强越大;(3)老师向左侧加盐并适当加水,直到左右两侧的液面相平,盐水密度比水的密度大,因为深度相同时,液体密度越大,压强越大,所以左侧压强大,此时会观察到橡皮膜向右侧凸起;(4)当右侧注入的是水,水面距离橡皮膜12cm,左侧注入的盐水,盐水面到橡皮膜的距离为10cm,此时橡皮膜相平,则水对橡皮膜的压强和盐水对橡皮膜的压强相等,故p盐水=p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa,因为p=ρgh,所以ρ盐水===1.2×103kg/m3;【拓展】老师将小球放在右侧的水中,发现小球沉底,此时向左侧加入相同的盐水,当盐水液面升高1.5cm时,观察到橡皮膜不向任何一方凸起,可得等式:ρ盐gh盐′=ρ水gh水′,即1.2×103kg/m3×10N/kg×(0.1+0.015)m=1×103kg/m3×10N/kg×h水′则h水′=0.138m=13.8cm,右侧水上升的高度Δh水=1.8cm;把小球放在左侧的盐水中,发现小球漂浮。此时向右侧加入适量水,当观察到橡皮膜不向任何一方凸起时,停止加水,此时水面升高2cm,可得等式:ρ盐gh盐″=ρ水gh水″,即1.2×103kg/m3×10N/kg×h盐″=1×103kg/m3×10N/kg×(0.12+0.02)m,h盐″=×10-2m,盐水上升的高度Δh盐=cm,第一种情况下,因为小球沉底,升高的水的体积与球体积相同,第二种情况下,小球漂浮,上升的盐水的质量与小球质量相同,假设隔板两侧的底面积为S,则小球的密度ρ==≈1.11g/cm3。  
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考点分析:
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小明和小红一起“探究二力平衡的条件”。器材如图甲所示:

(1)小明设计的方案是:将物体上的两根线跨放在支架上高度相同的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在物体上的两个拉力方向相反,且在同一条直线上。为实现这一目的,物体应选择______(填字母)。

A.轻质纸片      B.小木块

(2)若小明在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,你认为他______(选填“能”或“不能”)用该装置进行实验。

(3)小红用木块设计了如图乙的装置进行了探究,她在实验中发现:左盘放100g的砝码,右盘放120g的砝码时,木块也能处于静止状态,这是由于木块受到了______力的作用,这个力的大小为______N

(评估)你认为______的方案更好,理由是______

 

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小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:

a.如图1中甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

b.如图1中乙图所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

c.如图1中丙图所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一钩码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

1)该实验主要采用的探究方法是_____

2)由图1_____两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大.

3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越_____(选填“大”或“小”).

4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动.于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置,该装置的优点是_____长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”).实验中小丽发现:当F3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为_____N

5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,Ftvt图象分别如图34所示.则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为_____N

 

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如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同,长木板一面为较光滑的木板面,另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面,改变木块对木板的压力,依次实验,将每次测量结果填入下表。

实验序号

木块与木板的接触面

压力

测力计示数

1

木块正面与木板面

2.0 N

0.6 N

2

木块正面与木板面

4.0 N

1.2 N

3

木块正面与木板面

6.0 N

1.8 N

4

木块侧面与木板面

2.0 N

0.6 N

5

木块侧面与布面

2.0 N

1.0 N

6

木块正面与布面

2.0 N

 

 

(1)拉着长木板水平向左运动,当测力计示数稳定时,测力计的拉力______(选填“等于”或“不等于”)小木块受到的滑动摩擦力。

(2)测力计使用前要观察量程、分度值,以及指针是否指在______

(3)由实验14可知,滑动摩擦力的大小与接触面的面积______(选填“有关”或“无关”),则实验6空格中的数据应是______N

(4)由实验45可知,其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越______

(5)由实验123可知,其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成______比。

 

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小明想利用所学知识测量橙子的密度,于是进行了如下实验:

(1)用调节好的天平,将橙子放在天平左盘中,向右盘加入砝码后,调节游码直到天平平衡,此时砝码和游码的位置如图甲所示,则橙子质量为______g

(2)在测量橙子的体积时,小明发现它的体积较大,无法放入量筒中,于是找来了弹簧测力计、烧杯和水,设计了如下实验过程:

将橙子挂在弹簧测力计上,浸没在水中静止时读出弹簧测力计的示数如图乙所示为______N。则橙子的密度为 ρ橙子______g/cm3。(ρ1.0×103 kg/m3g10 N/kg,结果保留两位小数)

(拓展)小明回到家后,想测量橙汁的密度,家里没有天平和量筒,想到了用刻度尺、烧杯、水、两端开口的玻璃管、橡皮膜、细线来测量橙汁的密度,如图丙所示,于是,他设计了以下实验方案:

①用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,玻璃管竖直放置,开口向上,向管内倒入适量的橙汁,用刻度尺测出______的距离记为h1

②在烧杯中倒入适量的水,将玻璃管缓慢浸入水中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出______的距离记为h2

③橙汁的密度表达式为ρ橙汁______。(水的密度为ρ

 

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在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。

(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为______N

(2)将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在______的作用下被紧紧压在烧杯底部,如图乙所示。在烧杯中倒入适量的水,将木块放入水中后,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图乙所示,此时弹簧测力计示数为______N

(3)如果不计摩擦和绳重,图乙所示的木块受到的浮力为______N,木块的密度为______kg/m3

(拓展)若木块A的底面积为50 cm2,当木块刚好浸没入水中时,水对木块A下表面的压强为______Pa

 

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