20.在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,器材有:彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè),實(shí)心銅塊一塊,相同的大燒杯若干,水,某混合液體,細(xì)線等.

(1)小華進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn):步驟A所示彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.7N;用彈簧測(cè)力計(jì)掛著銅塊緩慢地浸入液體中不同深度,步驟如圖B、C、D、E、F所示,并將數(shù)據(jù)記錄表中:
步  驟BCDEF
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N2.62.52.12.11.8
(2)分析D、E兩個(gè)步驟可知浮力大小跟浸入水中的深度無關(guān).
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù),求得混合液的密度為1.5×103kg/m3
(4)小華又進(jìn)行了步驟G(銅塊浸入水中的深度與步驟C 中相同),則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)應(yīng)小于(選填“大于”、“小于”或“等于”)2.5N.

分析 (1)認(rèn)清彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀數(shù);
(2)運(yùn)用控制變量法;要得出浮力與深度的關(guān)系,需控制液體的密度和V相同,深度不同;
(3)在步驟E和F中,根據(jù)銅塊排開液體的體積不變(等于自身的體積)列方程,求出液體的密度;
(4)由圖得出步驟C與步驟G中銅塊排開水的體積大小,根據(jù)FgV可知銅塊受到的浮力的大小關(guān)系,根據(jù)F=G-F可知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系.

解答 解:(1)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N,其示數(shù)為2.7N,即G=2.7N;
(2)要得出浮力大小跟浸入水中的深度無關(guān),需控制液體的密度和V相同,深度不同;
由圖示和表格數(shù)據(jù)可知,在步驟D、E中,銅塊排開水的體積相同,而銅塊浸入水中的深度不同,但測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,可知浮力大小相同,則說明銅塊所受的浮力大小跟浸入水中的深度無關(guān);
(3)在步驟E中,銅塊浸沒在水中,其受到的浮力F浮水=G-F示E=2.7N-2.1N=0.6N;
在步驟F中,銅塊浸沒在混合液中,銅塊受到的浮力F浮液=G-F示F=2.7N-1.8N=0.9N;
銅塊排開液體的體積都等于自身的體積,所以V排水=V排液,
根據(jù)阿基米德原理可得:$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$,
變形整理得:ρ=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$×ρ=$\frac{0.9N}{0.6N}$×1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3;
(4)在步驟C與步驟G中銅塊浸入水中的深度相同,但銅塊橫截面積不同,銅塊排開水的體積不同;由圖可知,G中銅塊排開水的體積大,根據(jù)FgV可知,銅塊受到的浮力F浮G>F浮C;
則根據(jù)F=G-F可知,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)FG<FC=2.5N.
故答案為:(1)2.7;(2)D、E;(3)1.5×103;(4)小于.

點(diǎn)評(píng) 本題探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”,考查彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)、阿基米德原理、測(cè)液體的密度、控制變量法等知識(shí),屬于中等難度的題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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