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专题12浮力考点1浮力项目具体内容说明注意定义浸在液体中的物体受到液体向上的力,就是浮力。浸入气体中物体也受到浮力。打入地下的桥墩不受到水的浮力,水中的桥墩上的田螺受到浮力。方向浮力的方向是竖直向上。施力物体是液体或气体。弹簧测力计测量浮力F浮=G-F示打入地下的桥墩不受到水的浮力,水中的桥墩上的田螺受到浮力。浮力产生的原因浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的压力差,就是浮力产生的原因。即F浮=F向上-F向下打入地下的桥墩不受到水的浮力。考点2阿基米德原理项目具体内容内容浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。公式F浮=G排=ρ液gV排。公式中的各物理的单位公式变形式求液体密度:ρ液=eq\f(F浮,V排g)。求排开液体的体积:V排=eq\f(F浮,ρ液g)。适用范围对液体和气体都适用,用于气体产生的浮力计算时,ρ液要改为ρ气。说明(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是浸没;二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。(2)G排是指被物体排开液体受到的重力,还可推导出F浮=G排=m排g=ρ液gV排,m排指物体排开的液体的质量。(3)V排指物体排开液体的体积,当浸没时V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V排=V浸<V物。考点3物体浮沉条件及其应用项目具体内容浸没在液体中的物体的浮沉条件上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮>GF浮<GF浮=GF浮=GF浮+F支=Gρ水>ρ物ρ水<ρ物ρ水=ρ物ρ水>ρ物ρ水<ρ物浸没在液体中的物体的浮沉条件处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静止状态,受平衡力作用。应用轮船做成“空心”增大可利用的浮力,漂浮于水面上。潜水艇靠改变自身重力来实现上浮和下潜。气球和飞艇充入密度小于空气的气体,通过改变“体积”实现升降。密度计利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不同液体中所受浮力相等。实验1探究浮力的大小与哪些因素有关1.实验器材:烧杯、水、浓盐水、重物、柱状固体、弹簧测力计。2.实验方法:控制变量法。3.实验现象:重物浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小;当物体浸没后,继续增加物体浸没的深度,弹簧测力计的示数不变。4.实验结论:物体在液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大;与物体浸入液体中的深度大无关。5.问题探究:(1)实验中,如何判断物体所受浮力的大小?通过观察弹簧测力计示数的变化来比较物体所受浮力的大小。弹簧测力计的示数变小,说明物体受到的浮力变大。(2)如何探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关?把重物悬挂在弹簧测力计下,将物体浸没在一种液体中,并分别停在液体内的不同深度处,观察弹簧测力计的示数是否不同。(3)如何探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关?将一柱状固体在弹簧测力计下,逐渐增大物体浸在液体中的体积,观察弹簧测力计示数的变化情况。(4)如何探究浮力的大小是否跟液体的密度有关?把悬挂在弹簧测力计下的同一物体先后浸没在不同液体的同一深度处,观察弹簧测力计的示数是否不同。实验2浮力的大小等于什么1.实验器材:小桶、水、溢水杯、塑料块、细线、弹簧测力计。2.实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即F浮=G排。3.问题探究:(1)在实验中,如何求出F浮的大小?如何求出G排的大小?用称重法求F浮;F浮=G-F拉=G排=G总-G桶。(2)能否先测盛水后小桶的重力,再倒出水测出桶的重力?不能。桶内的水不能全部倒干净,内壁会附有水,使测出的G桶偏大,G排偏小。(3)如果溢杯中的水没有加满,会对实验造成什么影响?还能得出实验结论吗?如果溢杯中的水没有加满,则排出的水的体积会变小,就无法得出浮力与排开液体重力的关系了。基础检测(限时30min)一、单选题1.网课期间,小明居家进行实验探究:向水平桌面上盛水的烧杯中放入鸡蛋,鸡蛋沉至水底,如图甲所示;向水中缓慢加盐,搅拌使其溶解,鸡蛋静止时如图乙所示;继续加盐,鸡蛋静止时如图丙所示。下列判断正确的是()A.图甲中的鸡蛋受力不平衡B.图乙中的鸡蛋所受浮力最大C.图丙中的烧杯底部压强最大D.烧杯对桌面的压强始终不变【答案】C【解析】A.图甲中的鸡蛋静止,处于平衡状态,受力平衡,故A错误;B.图甲中鸡蛋下沉,所受浮力小于自身重力,图乙中的鸡蛋悬浮,所受的浮力等于自身的重力,图丙中的鸡蛋漂浮,所受的浮力等于自身的重力,故图乙、丙中的鸡蛋所受浮力大小相同,故B错误;C.图丙中的盐水的密度最大,根据可知盐水的质量最大,根据可知,盐水和鸡蛋对丙图容器底部的压力最大,根据可知烧杯底部压强最大,故C正确;D.加盐过程中,根据可知烧杯对桌面的压力逐渐变大,根据可知烧杯对桌面的压强逐渐变大,故D错误。故选C。2.关于浮力,下列说法中正确的是()A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力B.只要下沉的物体就不会受到浮力C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加竖直向上的浮力D.浮力的方向不一定都是竖直向上的【答案】C【解析】A.在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力,故A错误;B.下沉的物体也受到浮力,物体之所以下沉,是因为受到的重力大于浮力,故B错误;C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触),只要它排开一定体积的液体,他就一定受到液体对它施加的竖直向上的浮力,故C正确;D.浮力的方向一定都是竖直向上的,故D错误。故C。3.小滨同学看到烧杯中的鸡蛋沉在水底,于是,他不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌,鸡蛋逐渐浮出水面,如图所示,在此过程中;鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是()A. B.C. D.【答案】B【解析】因为鸡蛋沉入水底时所受浮力小于鸡蛋的重力,随着盐水密度增大,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大,鸡蛋悬浮和漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;所以,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;由分析可知,ACD不符合题意,B符合题意。故选B。4.水平桌面上的深桶容器中装有水,小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜,将其置于水中某一深度处,恰好悬浮,如图所示现沿桶壁向容器中缓慢加水,在水面上升的过程中,下列判断错误的是()A.玻璃瓶保持静止 B.玻璃瓶下沉至容器底C.水对容器底的压强增大 D.桌面对容器的支持力增大【答案】A【解析】AB.由题意可知,空玻璃瓶口蒙上橡皮膜悬浮在水中时,竖直方向受浮力和重力且这两个是一对平衡力,当向试管中加入水时,橡皮膜所处的深度增加,压强增加,会向里凹陷,排开水的液体变小,浮力变小,重力不变,所以空玻璃会下沉到容器底部。故A错误,A符合题意,B正确,B不符合题意;C.向试管中加入水时,水的深度增加,所以水对容器底的压强增大,故C正确,C不符合题意;D.桌面对容器支持力的大小等于容器自身重力和容器中水的重力之和,向试管中加入水,水的重力增大,所以桌面对容器支持力的大小增大,故D正确,D不符合题意。故选A。二、填空题5.弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,在空气中称量时弹簧测力计的读数如图甲所示,把圆柱体浸在水中时,弹簧测力计示数如图乙所示,圆柱体浸在水中时所受的浮力为N,若这个圆柱体上表面所受水的压力为5N,则其下表面所受水的压力为N,方向是。【答案】16竖直向上【解析】[1]由图可得弹簧测力计的分度值为0.1N,当圆柱体在空中时弹簧测力计的示数为3.2N,即圆柱体的重力,当重物浸在水中时弹簧测力计的示数,则重物受到的浮力[2][3]由浮力产生的原因可知,圆柱体下表面所受水的压力方向是竖直向上。6.如图所示,一位女士悠闲地躺在死海中阅读书刊。假设地球对物体的吸引力突然增大,则这位女士所受的浮力(填“变大”、“变小”或“不变”),她在水中将(填“浮一些”、“沉一些”或“不变”)。【答案】变大不变【解析】[1]如果地球对所有物体的引力都突然增大,则地球上1kg的物体受到的重力大于9.8N,所以人的重力和排开水的重力都将增大,由F浮=G排=m排g可知,人受到的浮力将变大。[2]由阿基米德原理和漂浮条件可得F浮=G排=G人则m人g=ρ水V排g所以m人=ρ水V排地球的引力增大时,ρ水、m船不变,所以V排也不变,即人在水中的位置不变。7.我国科技近年来飞速发展,C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力,这是应用了知识。辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,这主要应用了原理。奋斗者号潜水器能下潜至深海而不被压扁,是因为它的外壳能承受海水产生的巨大。【答案】密度阿基米德压强【解析】[1]因为铝锂合金密度较小,根据知,在同体积的情况下,密度小的质量轻。所以是应用了密度的知识。[2]辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,就是采用空心的方法,根据阿基米德知,这样可以使排开水的体积增大,从而增大浮力,使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。这主要应用了阿基米德原理。[3]在深海中海水会产生很大的压强,但是潜水器能下潜至深海而不被压扁,因为它的外壳能承受海水产生的巨大压强。8.一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中时,排开的水受到的重力为20N,此时它所受浮力大小为N,放手后物体将(选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”),静止时物体所受浮力的大小为N。【答案】20上浮10【解析】[1]将物体全部浸没在水中时,已知排开的水受到的重力为20N,由阿基米德原理知此时物体所受的浮力也为20N。[2]由于物体受到的浮力20N大于物体的自重10N,所以放手后物体上浮。[3]静止时漂浮,浮力等于重力为10N。三、实验题9.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。A.B.C.D.(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力;(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为N,石块排开的水所受的重力大小为N;(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于。【答案】1.41.4物体排开水所受的重力【解析】(2)[1]石块受到的浮力F浮=3.8N-2.4N=1.4N[2]石块排开的水所受的重力大小为G排=2.6N-1.2N=1.4N(3)[3]可知F浮=G排,所以浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开水所受的重力。10.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。(1)在图B的操作中,小丽先向溢水杯中注水,直到溢水口水(选填“流出”或“不流出”)时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;(2)将小石块浸没溢水杯中,溢出的水全部流入烧杯中,如图C所示,此时小石块受到的浮力为N,把烧杯中的水全部倒入小吊桶中,如图D所示,排开的水重力G排为N;小红认为阿基米德原理中的“排开”就是“排出”的意思,小丽提醒小红,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重排出的水重(选填“大于”“小于”或“等于”);说明“排开”和“排出”是有区别的;(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的力物体排开水所受到的重力;(选填“大于”“等于”或“小于”)(4)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于“0.2N”处,就完成了上述实验,则对测量的结果影响(选填“有”或“无”)。【答案】流出11大于等于无【解析】(1)[1]实验中应加水直到溢水口流出时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平,小石块浸没时,排开液体的体积才能全部流进小桶中。(2)[2]小石块受到的浮力F浮=FB-FC=4N-3N=1N[3]排开的水重力G排=FD-FA=2N-1N=1N[4]实验中若溢水杯中的水面刚好到溢水口,则排开的水重等于排出的水重,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重大于排出的水重,这说明“排开”和“排出”是有区别的。(3)[5]由(2)中数据可知,浸在水中的物体受到的力等于物体排开水所受到的重力。(4)[6]浮力大小F浮=G-F排开液体的重力G排=FD-FA由以上两式可知,若实验前弹簧测力计指针位于“0.2N”处时差值不变,所以对处理结果没有影响。四、计算题11.如图1所示,小明同学用弹簧测力计吊着重3.6N的实心圆柱体,将它逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮﹣h的图象(如图2所示),ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:(1)圆柱体的质量;(2)圆柱体浸入水中的深度10cm处静止时,弹簧测力计的示数;(3)圆柱体的密度。
【答案】(1)0.36kg;(2)3N;(3)3×103kg/m3【解析】解:(1)圆柱体的质量(2)弹簧测力计的示数F拉=G-F浮=3.6N-0.6N=3N(3)圆柱体的体积圆柱体的密度答:(1)圆柱体的质量是0.36kg;(2)圆柱体浸入水中的深度10cm处静止时,弹簧测力计的示数是3N;(3)圆柱体的密度是3×103kg/m3。12.如图将一块木块放入水中,已和木块的下表面到水面的距离是10cm,木块的下表面面积是0.04m2。求:(1)木块下表面受到的压强多大?(2)木块下表面受到的压力多大?(3)木块受到的浮力多大?【答案】(1)1000Pa;(2)40N;(3)40N【解析】解:(1)木块下表面受到的压强为(2)木块下表面受到的压力为(3)因为木块漂浮在水面,则上表面受到水的压力为0N,所以木块受到的浮力为答:(1)木块下表面受到的压强为1000Pa;(2)木块下表面受到的压力为40N;(3)木块受到的浮力为40N。拔高检测(限时30min)一、单选题1.将同一支密度计先后放入两容器中,如图所示,两容器中的液体的密度分别是、,密度计受到的浮力分别是、,则密度和浮力的关系分别满足()
A.B.C.D.【答案】B【解析】AC.因为密度计漂浮,所以,,同一支密度计,重力不变,密度计在A、B两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,故AC不符合题意;BD.由图知,密度计排开液体的体积:,根据可知,A、B液体的密度:,故B符合题意,D不符合题意。故选B。2.我国第三艘航空母舰“福建舰”满载时的排水量为8万吨。若满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍;如果一架舰载机飞离后,“福建舰”排开的海水体积减少。则下列描述中正确的是()(海水的密度取,g取10N/kg)A.“福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为B.“福建舰”满载时,受到的浮力大小为8万吨C.飞离“福建舰”的这架舰载机的质量是D.满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是【答案】C【解析】A.“福建舰”静止在海面时,水面下15m处海水的压强为故A错误;B.辽宁舰满载并静止在水面上时,受到的浮力大小等于排开水的重力,即故B错误;C.当舰载机飞离航母后总重力减小,故排开水的体积减小,减小排开液体的重力等于舰载机的重力,即由得,舰载机的质量是故C正确;D.“福建舰”漂浮时,重力等于浮力满载时,“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是故D错误。故选C。3.将同一枚新鲜鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的相同容器中,鸡蛋静止时在容器中的位置如图所示(图左鸡蛋沉底,图右鸡蛋悬浮),已知鸡蛋质量66g,浓盐水密度1.1g/cm3.下列说法错误的是()
A.鸡蛋放入右杯后,右杯对桌面的压力增加了0.06NB.鸡蛋放入左杯后,鸡蛋对左边杯底的压力为0.06NC.两种情况下鸡蛋所受的浮力之差为0.06ND.鸡蛋的体积为60cm3【答案】A【解析】A.由题可知,右杯对桌面增加的压力等于鸡蛋的重力故A错误,符合题意;BD.鸡蛋在盐水中悬浮,受到的浮力等于重力,鸡蛋的体积即排开盐水的体积为则鸡蛋在水中浸没时受到的浮力为鸡蛋放入左杯沉底,说明鸡蛋受到的重力大于浮力,鸡蛋对杯底的压力等于重力与浮力的差,鸡蛋对左边杯底的压力为故BD正确,不符合题意;C.鸡蛋在盐水中悬浮,受到的浮力等于重力,则两种情况下鸡蛋所受的浮力之差为故C正确,不符合题意。故选A。4.如图甲,盛有水的柱形容器放置在水平桌面上,木块用细线固定在容器底部且浸没,细线对木块的拉力为4N。将细线剪断,木块最终漂浮且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是()
A.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等B.木块密度为0.4g/cm3C.乙图中容器对桌面的压力小于甲图D.乙图中水对容器底的压力比甲图小4N【答案】D【解析】A.乙图容器内水的深度小,由可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故A错误;B.图乙中,木块漂浮,根据有则木块的密度故B错误;C.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内的水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故C错误;D.图甲中,木块用细线固定在容器底部且浸没,则木块所受浮力,图乙中,木块漂浮,则木块所受浮力因此有则有两图中水对容器底的压力差等于图甲和图乙浮力之差故D正确。故选D。二、填空题5.如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂着大小两只玩具鸭,甲、乙两图中水对缸底的压强分别为、,缸对桌面的压强分别为和,两只玩具鸭受到的浮力分别为和,则他们的大小关系为:,,。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】==>【解析】[1]由图可知,玩具鸭放入后,水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强相等,即p1=p2[2]因甲、乙两个玻璃缸完全相同装满了水时,水的质量相等,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知,甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等;根据漂浮条件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等;所以漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等,由于玻璃缸完全相同,即底面积相同,则由可知,缸对桌面的压强相等,即p1′=p2′[3]根据甲、乙两图可知,甲缸中鸭子排开水的体积大,由阿基米德原理可知,甲缸中鸭子受到的浮力大,即F1>F26.用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为N,放手后物体将(选填:“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。待物体静止时所受浮力为N。【答案】8上浮5【解析】[1]根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力[2]物体重G=5N,浸没时浮力F浮=8N;即,所以,放手后物体将上浮。[3]待物体静止时,物体漂浮在水中,所以,待物体静止时所受浮力7.如图所示,物体A的质量是400g,物体B的体积是10cm3,此时A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将B始终浸没在水中,并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加0.95N水平向左的拉力。已知动滑轮重为0.3N,不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦,则物体B重力为N。(g取10N/kg)
【答案】0.7【解析】物体A水平向右匀速运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
则根据力的平衡条件可得f=F1,G动+GB=2F1解得,A受到水平桌面的摩擦力①当A向左匀速直线运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
因为A物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,所以f的大小不变,则根据力的平衡条件可得F=f+F2,2F2+F浮=G动+GB所以即②因为B物体始终浸没在水中,所以B排开水的体积V排=V=10cm3据阿基米德原理得F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N③由①②③式可得:GB=0.7N。8.如图甲所示,将圆柱形水杯M竖直放置在具有一定高度的薄壁圆柱形容器中,容器自重为4N且装有一定量的水。M具有一定厚度,其质量为100g,外底面积为100cm2,高为10cm。现逐渐向M中加水,M外底到容器底部的距离h与加入水的质量m的关系如图乙所示,加水过程中M始终保持竖直,且不计杯壁上所沾的水。则最初未加水时,M所受浮力为N,当加水质量为m1时,容器对水平桌面的压强为Pa。
【答案】12200【解析】[1]由题意和图像可知,最初未加水时,M处于漂浮状态,根据平衡法可知F浮=G物=m物g=100×10-3kg×10N/kg=1N[2]由图乙分析可知,开始时M外底到容器底部的距离h为14.5cm,当逐渐向M中加水时,M会逐渐下降,h会逐渐减小;当加水800g后,M内水装满,此时水会进入容器中,由于h又逐渐增加,则可知装满水的水杯M处于漂浮状态;当加水m1后,h不再变化,说明此时容器中的水已加满。综上所述可知,当加水800g后,水杯受到的浮力等于M的重力和加入水的重力,即F浮=GM+G加水1=(100×10-3kg+800×10-3kg)×10N/kg=9N根据F浮=ρ液V排g可知,此时排开水的体积则M浸入的深度为因M处于漂浮状态,则加水m1后,容器中水的总高度为h总=h1+11cm=20cm当加水800g时,增加的浮力等于水的重力,即F浮增=G加水1=800×10-3kg×10N/kg=8N根据F浮=ρ液V排g可知,此时增加排开水的体积M浸入水的高度增加了
容器中水上升的体积,等于增加排开水的体积,即V排增=(S容-SM)h增由此可知容器的底面积为当加水质量为m1时,容器对桌面的压力等于容器的重力与加入水的总重力及M的重;由于水杯漂浮,加入水的总重力与M的重力之和等于其排开水所受到的重力,即容器对桌面的压力F=G容+G水+G排水=G容+G水总=4N+1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×2×10-2m2=44N容器对水平桌面的压强为三、实验题9.我市山区在精准扶贫政策扶持下,种植的大樱桃喜获丰收,小明想知道大樱桃的密度,他用天平和量筒进行了如下实验。
(1)把天平放在水平桌面上,先把游码放到标尺左端的处,发现指针在分度盘的位置如图甲所示,应该向旋动平衡螺母,使横梁平衡;(2)用调好的天平测大樱桃的质量,当右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示时,天平恢复平衡,则大樱桃的质量为g;(3)将用细线拴好的大樱桃放人装有60mL水的量筒中,水面上升到如图丙所示位置。根据测量结果可知大樱桃的密度为g/cm3;(4)小丽同学设计了另一种实验方案:她先用天平正确测出了大樱桃的质量m,再将用细线拴好的大樱桃放入空量筒中,然后向量筒内倒人适量的水,水面到达V1刻度线处,接着将大樱桃提出,水面下降到V2刻度线处,进而测出大樱桃的体积,并计算出大樱桃的密度,则小丽所测大樱桃的密度值与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”);(5)小明回家后,还想测出妈妈手镯的密度,他找到家里的电子秤,称出手镯的质量是48.0g,又借助细线、水、玻璃杯,进行了如图丁、戊所示的实验操作,测出了手镯的体积,则手镯的密度是g/cm3。【答案】零刻度线左10.61.06偏小19.2【解析】(1)[1]天平在使用之前,应将游码归零,故应先把游码放到标尺左端的零刻度线处。[2]由图甲可知,此时指针指向分度盘的右侧,则此时天平左端轻,右端重,故此时应该向左旋动平衡螺母,使横梁平衡。(2)[3]由图乙可知,游码的分度值为0.2g,故樱桃的质量为m=10g+0.6g=10.6g(3)[4]由图丙可知,樱桃的体积为V=70mL-60mL=10mL=10cm3故由可得,樱桃的密度为(4)[5]由测量过程可知,用细线将大樱桃从水中提出时,细线上会带出一部分水,使得量筒中剩余的水变少,从而使得樱桃的体积测量值偏大,故由可得,会使得所测的樱桃密度值与真实值相比偏小。(5)[6]由题意可知,手镯的质量为m0=48.0g,由图丁、戊可知,手镯浸入水中后,电子秤的示数变化量为Δm=668.5g-666g=2.5g=0.0025kg由受力分析可得,手镯所受浮力为F浮=ρ水gV排=Δmg=0.0025kg×10N/kg=0.025N故可得手镯的体积为可得手镯的密度为10.某个小组的同学在实验室发现一块印章。他们利用这块印章做了以下实验探究。
(1)小超同学想测量这块印章的密度:①将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,如果发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向移动,使天平横梁在水平位置平衡;②将印章放在天平左盘,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,这枚印章的质量是g。把印章放入装有20mL水的量筒中,液面达到的位置如图丙所示。由此可以求出这枚印章的密度为;③若天平的右盘在实验前沾了少许泥,则所测印章密度比真实值(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);(2)完成实验后,小超还想利用这块印章来探究浮力的影响因素:
A.在大烧杯中装入适量的某种液体,电子秤的示数为200g,如图甲所示;B.将印章和一个气球用轻质细绳连接在一起后,将印章浸没在液体中,读出电子秤的示数为215g,如图乙所示;C.将印章和和气球一起浸没在液体中,电子秤的示数为240g,如图丙所示;+D.将印章和气球继续往下放电子秤的示数232g,如图丁所示;④对比乙、丙两图可知,气球浮力大小与有关;⑤乙图中,印章所受浮力大小为N。对比丙、丁两图,气球的体积变化了。【答案】左54无影响物体排开液体体积0.1510.7【解析】(1)[1]由图甲得,指针应指向分度盘右边,则应将平衡螺母向左移动,使天平横梁在水平位置平衡。[2]由图乙得,这枚印章的质量是[3]由图丙得,量筒的分度值为1mL,水与印章的体积为40mL,印章的体积为印章的密度为[4]天平的右盘在实验前沾了少许泥,调节平衡后,泥对测量结果没有影响,则测得的印章的质量不变,体积测量准确,由得,所测印章密度无影响(2)[5]对比乙、丙两图可知,丙图中物体排开液体体积较大,液体与物体的排开液体的质量较大,液体质量不变,则物体排开液体的质量较大,由得,物体受到的浮力较大,说明浮力大小与排开液体体积有关。[6]乙图中,印章所受浮力大小为[7]将印章和气球继续往下,气球与印章受到液体压强变大,气球体积变小,排开液体体积变小,对比丙、丁两图,气球与印章排开液体的质量变化了当印章浸没在液体中时,排开液体体积等于印章体积,由得,液体密度为由得,气球体积变化了四、计算题11.“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲,制作了
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