20.如圖,底面積為80cm2的圓筒形容器重5N,內(nèi)裝有適量10cm深的水,放在水平桌面上,底面積為60cm2,高為12cm的實(shí)心圓柱形物體A用細(xì)線拴好并懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,小明要探究圓柱形物體A逐漸浸入圓筒形容器內(nèi)水中時(shí)(水沒(méi)有溢出容器),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面與水面的距離h的關(guān)系.(不計(jì)細(xì)線重)
(1)除圖中的器材外,還需要的測(cè)量工具是刻度尺.
(2)小明從圓柱體接觸水面至接觸容器底之前,分別記下九組F的值將測(cè)量的結(jié)果填寫在下面的表格中.
實(shí)驗(yàn)次序123456789
h/cm0246810121416
F/N97.86.65.44.231.81.81.8
①由表中數(shù)據(jù)可知,物體A的重力為9N.
②從表格可知:在做次序7的實(shí)驗(yàn)時(shí),物體A受到的浮力為7.2N.
③分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:
浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力與浸入深度無(wú)關(guān)(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).
④物體的密度是1.25×103kg/m3
拓展:物體A在容器內(nèi)浸沒(méi)后與未放入物體A前比較,水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了900Pa.

分析 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯繌椈蓽y(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系,需要測(cè)量的物理量是拉力和物體下表面距離水面的深度,測(cè)量工具需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺;
(2)①根據(jù)1,得出物體的重力;
②根據(jù)稱重法求出浮力;
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程分兩步:物體浸入水中到完全浸沒(méi);物體完全浸沒(méi)在水中.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化可以從數(shù)據(jù)中得出,從而得出物體完全浸沒(méi)時(shí)浮力與深度的關(guān)系;
④根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積,根據(jù)密度公式求出密度;
已知物體的底面積和高度,可以得到體積;物體完全浸沒(méi)排開水的體積等于它的體積;已知物體的體積和容器的底面積,可以得到放入物體排開水的深度;已知水的密度和物體排開水的深度,利用p=ρgh可以得到水對(duì)容器底部增加的壓強(qiáng).

解答 解:
(1)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)物體的拉力,物體底面到水面的距離需要用刻度尺進(jìn)行測(cè)量;
(2)①由表格中數(shù)據(jù)知,當(dāng)h=0時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為9.0N,則G=F=9.0N,
②在做次序7的實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.8N,
此時(shí)物體A受到的浮力為:F=G-F=9.0N-1.8N=7.2N;
③分析表中數(shù)據(jù)、觀察圖象,可以得出結(jié)論:在物體A沒(méi)有浸沒(méi)之前,當(dāng)h增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F減;在物體A浸沒(méi)后,當(dāng)h增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F不變,則可知浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力與浸入深度無(wú)關(guān).
④由阿基米德原理可知,物體的體積即排開的水的體積為:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{7.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=7.2×10-4m3
則物體的密度為:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{9N}{10N/kg×7.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.25×103kg/m3;
物體完全浸沒(méi)時(shí)排開水的體積:V=7.2×10-4m3=720cm3,
水的深度增加量:△h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{1}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m,
水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng):△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa.
故答案為:(1)刻度尺;(2)①9;②7.2;③無(wú)關(guān);④1.25×103;900.

點(diǎn)評(píng) 探究F與h的關(guān)系時(shí),在未浸沒(méi)之前,有的同學(xué)錯(cuò)誤的認(rèn)為,浮力與深度有關(guān),這種認(rèn)識(shí)是片面的,因?yàn)楹鲆暳松疃茸兓鹋砰_液體體積的變化.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

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①用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑,算出吸盤平面面積為10厘米2;
②用彈簧秤測(cè)出吸盤自身的重力0.5N;
③將吸盤沾水濕潤(rùn)后,壓在平面鏡上,排盡吸盤內(nèi)空氣;
④用彈簧秤水平拉動(dòng)吸盤,直至恰好脫落,讀出此時(shí)彈簧秤示數(shù)為95N;
⑤記錄整理數(shù)據(jù);⑥算出大氣壓的值,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲,請(qǐng)結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)分析:
(1)上敘的實(shí)驗(yàn)步驟中,哪一步是多余的②.
(2)將吸盤沾水濕潤(rùn)的目的是排盡吸盤內(nèi)空氣,防止漏氣.
(3)根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算得到的大氣壓的值等于9.5×104帕.
(4)在實(shí)驗(yàn)時(shí),如果拿一個(gè)吹風(fēng)機(jī)對(duì)著吸盤自上而下吹冷風(fēng),如圖乙,則你預(yù)計(jì)恰好脫落時(shí)的彈簧稱示數(shù)可能會(huì)小于95N(選填“大于”、“小于”或“等于”)

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(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片,電流表和電壓表的示數(shù)都很小且無(wú)變化,其原因可能是滑動(dòng)變阻器全部接了下方兩接線柱;
(3)排除故障后,連接的電路連接如圖甲所示,當(dāng)電壓表示數(shù)是2.5V時(shí),電流表的示數(shù)(圖乙所示)是0.5A,被測(cè)電阻的阻值是5Ω;
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,多次改變滑片位置并進(jìn)行測(cè)量的目的是減小誤差.
【拓展】實(shí)驗(yàn)結(jié)束,小明想利用阻值為R0的定值電阻和一只電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值,他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路,如圖丙所示,請(qǐng)你完成下列問(wèn)題:
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15.以下對(duì)生活中的一些事實(shí)解釋不合理的是( 。
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