(1)實驗器材:小石頭、細線、溢水杯、水、小燒杯、量筒
(2)實驗步驟:
A.在溢水杯中裝滿水;
B.用細線拴住小石頭,把小石頭浸沒在溢水杯中,同時用小燒杯接住溢出的水;
C.用量筒測量 溢出的水(或小燒杯中的水) 的體積V;
D.計算小石頭受到的浮力,F浮= ρ水gV 。
(3)小剛完成該實驗後從溢水杯中取出小石頭直接放在已調好的天平上測出質量,求出了小石頭的密度.妳認為小剛這樣做,測得的石頭密度值與實際密度相比偏 大 (選填“大”或“小”)了,原因是 質量偏大(或體積偏小) 。
(3)大 (只要合理即可給分)
2.(2010.連雲港)某同學按如圖所示的步驟進行“探究影響浮力大小的因素”的實驗,每次彈簧測力計的
示數如圖所示。
(1)由(b),(c)實驗步驟得到的數據可以得出物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積 有關 (有關/無關)
(2)由(c),(d) 實驗步驟得到的數據可以得出浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與 深度 無關。
(3)由實驗得到的數據可以求出該物體浸沒在濃鹽水中時所受浮力的大小為 1.1 N.
33.(2010.河北)小明自制土密度計並測定鹽水的密度。
實驗器材:刻度尺、圓柱形竹筷、細鉛絲、燒杯、水、待測鹽水。
實驗步驟:
①在竹筷的壹端纏上適量細鉛絲,制成土密度計。
②用刻度尺測出竹筷的長度L。
③把土密度計放入盛水的燒杯中,靜止後用刻度尺測出液面上竹筷
的長度h1(如圖所示)。
④ 把土密度計放入盛鹽水的燒杯中,靜止後用刻度尺測出液面上竹筷的長度h2(或把土密度計放入盛鹽水的燒杯中,靜止後用刻度尺測出竹筷浸入液面下的長度h2) 。
請將上面實驗步驟補充完整並回答下列問題:(ρ水=1.0 g/cm3,F浮=ρ液gV排 )
(1)竹筷壹端纏上鉛絲,是為了 使竹筷能夠豎直漂浮在液體中 。
(2)密度計是利用 漂浮 條件工作的。被測液體的密度越大,密度計排開液體的體積 越小 (選填“越小”或“越大”)。
(3)被測鹽水的密度表達式:ρ鹽水= L-h1 L-h2 ρ水 ( L-h1 h2 ρ水) (不計鉛絲體積)
(4)小明計算得出鹽水的密度為1.05 g/cm3,已知燒杯中鹽水的體積為400 cm3,鹽的密度為2.6 g/cm3,則鹽水中含鹽 32.5 g。(鹽放入水中溶解後,鹽和水的總體積不變)
1.(2010.哈爾濱) (5分)學習浮力知識時,姜萍知道了阿基米德原理,並知道其數學表達式為F浮=G排。該同學想通過實驗來驗證,於是她走進實驗室,選擇了大燒杯(或溢水杯)、水、彈簧測力計、鐵塊、小桶、細線這些器材,進行實驗。
(1)用畫簡圖的方法描述她的實驗過程;
(2)請為她設計出記錄測量數據的表格;
(3)寫出利用測量數據進行驗證的過程。(測量數據用表格中的物理量表示)
答案:
五、計算題
1.(2010.江西) “五?壹”期間,憲憲從上海世博會丹麥館帶回壹個“小美人魚”工藝品,他想知道這個工藝品的密度,於是進行了實驗.請妳根據圖16所示的實驗數據推算:溫馨提示:水的密度用 表示,推算結果均用字母表示
(1)工藝品此時所受的浮力
(2)工藝品的密度
解:(1)m排=m1-m3 …… (1分)
F浮=G排=m排g=(m1-m3)g …(2分)
(2)m工藝品=m2-m3 ……(1分)
V工藝品=V排=m排ρ水 =m1-m3ρ水 (1分)
ρ工藝品=m工藝品V工藝品 = m2-m3m1-m3 ρ水…… (2分)
2.(2010.河池)今年初,河池大部分地區出現了嚴重的旱災,人畜飲水困難,許多群眾需要到很遠的地方挑水飲用.小宇同學在挑水時為防止水濺出桶外,在水面上放上壹薄木板,如圖18乙所示,木板有3/4的體積沒入水中.若該木板的體積為200cm3,桶內水深為35cm.求:
(1)薄木板受到的浮力.
(2)桶底受到水的壓強.
(3)若這擔水總重360N,扁擔與肩膀的接觸面積為20cm2,則小宇肩膀受到的壓強為多大?
解:(1) 由題知v排= ×200cm3=150cm3=1.5×10-4m3
那麽木板受到的浮力為F浮=ρ水gv排 ..... (1分)
=1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3
=1.5N ……. (1分)
(2) 桶底受到水的壓強P=ρ水gh ....... (1分)
=1000kg/m3×10N/kg×0.35m
=3.5×103N ………(1分)
(3) 小宇肩膀受到的壓強P/=
= ......... (1分)
=
=1.8×105Pa ………(1分)
22.(2010.鹽城市)(9分)壹根木頭重為1600N,體積為0.2m3,漂浮在水面上,g取10N/kg.求:
(1)木頭的質量;
(2)木頭的密度;
(3)木頭受到的浮力.
分析:本題要求學生會結合二力平衡知識,用簡單公式計算質量、密度、浮力,認真學習的同學都能夠做好.難度系數0.8.正確答案:(1)160 kg (2)800 kg/ m3(3)1600N
17.(2010.廣安市)(8分)上周學校購買了壹批水龍頭,據商家說其材料銅質的,實驗室的老師組織九年級的壹些同學通過實驗來驗證商家的說法。他們把壹個水龍頭用輕質細線捆好後掛在彈簧測力計上,在空氣中測得它的重力為1.6N,再把這個水龍頭浸沒在水中,如圖14所示,這時彈簧測力計的讀數為1.4N(ρ銅=8.9×103kg/m3, g=10N/kg)。
求:(1)每個水龍頭的質量是多少?
(2)這個水龍頭浸沒在水中時所受到的浮力有多大?
(3)這批水龍頭的密度是多少?商家的說法是否正確?
解:(1)m= =0.16kg=160g
(2)F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N
(3)∵F浮=ρ水gV排
∴V排= =2×10-5m3=20cm3
∴V=V排=20cm3
∴ρ= =8g/cm3=8×103kg/m3
∵8×103kg/m3<8.9×103kg/m3
故:這批水龍頭不是純銅的。
答:略
(2010.宜賓)(12分)2009年秋季以來,我國西南部分地區遭遇嚴重旱災,不少地方不得不靠打深井取水.如圖所示,小明同學正利用滑輪組和金屬水桶從深井中提水,若水桶的材料密度為8g/cm3,水桶質量為4kg,水桶容積為20L.當盛滿水的桶從水中慢慢提升(桶始終未出水面)時,小明對繩的拉力為F=25N.不計繩子重量和摩擦,水的密度是1.0×103 kg/m3,g取10N/kg.試求:
(1)動滑輪有多重?
(2)水桶露出水面前,滑輪組的機械效率有多大?
(3)水桶被提離井中水面後,以0.2m/s的速度勻速豎直上升,小明對繩子自由端拉力的功率多大?
答案:(1)水桶的重力是:G=mg=4kg×10N/kg =40N
水桶的體積是:V桶=m/ρ=4kg /(8×103kg/m3)=5×10-4m3
水桶受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV桶=1.0×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
繩子受到水桶的拉力:F拉=G-F浮=40N-5N=35N
因為不計繩子重量和摩擦,有兩股繩子承重,故有:
F=(F拉+G動)/2,即:25N=(35N+ G動)/2,解得:G動=15N
(2)水桶露出水面前,滑輪組的機械效率
=70%
(3)水桶裝滿時水的質量是:m =ρV =1.0×103 kg/m3×20×10-3m3=20kg
水和水桶的總質量是:20kg+4kg=24kg
水和水桶的總重是:G總=m總g=24kg×10N/kg =240N
人的拉力是:F′=(G總+ G動)/2=(240N+15N)/2=127.5N
拉力移動的速度是:v=2v物=2×0.2m/s =0.4m/s
拉力的功率是:P= F′v=127.5N×0.4m/s =51W
( 2010烏魯木齊)有壹個實心圓柱形物體,用彈簧測力計在空氣中稱重時,測力計的讀數為10N;,當把物體壹半體積浸入水中時,測力計的讀數為4N。求:
⑴物體的體積;
⑵把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時,物體受到的浮力。
答案:解:⑴F浮=G—F示=10N—4N=6N
F浮=ρ×g×12 ×V
解得V=1.2×10-3m3
⑵物體的密度ρ物=GgV =0.83×l 03 kg /m3
因為物體的密度小於水的密度,所以物體漂浮
F浮=G=10N
1.(2010.柳州)今年春,我國西南部分地區發生了特大旱災,解放軍某部在壹個很深的山洞中找到了水源,水深4 m。官兵們用圖20所示的裝置提取壹桶水進行抽樣檢測,已知金屬桶的容積為2×l0壹3m3,在勻速提起桶韻過程中,桶露出水面前的拉力為l0 N,完全露出水面後,拉力變為35 N(繩子與滑輪間的摩擦及繩重不汁,g=10 N/㎏)。求:
(1)水底受到水的壓強;
(2)金屬桶的質量;
(3)金屬桶的金屬密度。
解:(1)水底受到水的壓強:P=ρgh…………………………………………………1分
=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa……………1分
(2)桶中水的質量:m=ρ水V水…………………………………………………………1分
=1.0×103kg/m3×2×10-3kg=2kg………………………………1分
桶中水的重力:G水=mg=2kg×10N/kg=20N………………………………………1分
桶的質量:m桶= =1.5kg……………………1分
(3)裝滿水的桶受到的浮力:F=F2-F1=35N-10N=25N
桶中的水和桶的體積:V= =2.5×10-3m3…….1分
金屬的體積:V金屬=V-V水=2.5×10-3m3-2×10-3m3=0.5×10-3m3……………………………1分
金屬的密度: =3×103kg/m3…………………………1分