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物理必考学习了浮力有关知识后.同学们都已经知道:浮力跟物体所浸在的液

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

学习了浮力有关知识后,同学们都已经知道:浮力跟物体所浸在的液体密度、排开液体的体积有关.但王丽总感到:浮力大小应与物体所在液体的深度有关,并猜想:“深度越深,浮力越大”.于是做了如下实验:她在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面接近烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.lfT物理好资源网(原物理ok网)

(1)分析图象可知,圆柱体的重力是________N;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是________N;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(3)圆柱体的体积是________m3lfT物理好资源网(原物理ok网)

(4)圆柱体的密度是________kg/m3lfT物理好资源网(原物理ok网)

(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越________(选填“大”或“小”);lfT物理好资源网(原物理ok网)

(6)分析图象CD段,可得结论:________.

试题答案

解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,lfT物理好资源网(原物理ok网)

此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F=12N.lfT物理好资源网(原物理ok网)

(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,lfT物理好资源网(原物理ok网)

F=G-F=12N-4N=8N.lfT物理好资源网(原物理ok网)

(3)由阿基米德原理FVg得:lfT物理好资源网(原物理ok网)

V===8×10-4m3lfT物理好资源网(原物理ok网)

∵物体是全部浸没,lfT物理好资源网(原物理ok网)

∴V=V=8×10-4m3lfT物理好资源网(原物理ok网)

(4)由公式G=mg可求出物体的质量,lfT物理好资源网(原物理ok网)

m===1.2kg,lfT物理好资源网(原物理ok网)

ρ===1.5×103kg/m3lfT物理好资源网(原物理ok网)

(5)分析图象BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,lfT物理好资源网(原物理ok网)

说明物体在慢慢浸入水中,V在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大.lfT物理好资源网(原物理ok网)

(6)分析图象CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,lfT物理好资源网(原物理ok网)

说明物体全部浸没水中,V不变,浮力不变.lfT物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:lfT物理好资源网(原物理ok网)

(1)12;(2)8;(3)8×10-4;(4)1.5×103;(5)大;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(6)物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关.lfT物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:lfT物理好资源网(原物理ok网)

(1)分析图象AB段,物体还未浸入水中,由二力平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力即为物重;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(2)分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析(如右图所示)求其受到的浮力;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(3)由阿基米德原理求出V,V=VlfT物理好资源网(原物理ok网)

(4)由公式G=mg求出质量,再由ρ=求出物体的密度;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(5)分析BC段,为物体慢慢浸入液体、直到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化;lfT物理好资源网(原物理ok网)

(6)CD段表明物体全部浸没液体中,测力计的读数不变,说明了浮力不再变化.lfT物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题用到的知识点有重力、质量、密度、单位换算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大.lfT物理好资源网(原物理ok网)

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