建造苏通大桥要将长百米、重千余吨的钢梁从水中吊起,施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,如图(甲).为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组用钢板、细绳、水盆、水、弹簧测力计等器材,做了两个模拟实验,研究将完全浸没在水中的钢板拉出水面过程中拉力的变化情况.
实验1:钢板水平拉出水面(如图(乙));
实验2:钢板与水面成一定倾角拉出水面.
实验中弹簧测力计均沿竖直方向,两次读数变化情况如图(丙)所示.
(1)如图(乙)弹簧测力计读数是________N.
(2)实验2中的弹簧测力计拉力最大值比实验1中弹簧测力计拉力最大值小________N.
(3)钢板的重力是________N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力是________N.
(4)实验1中最大拉力明显增大的原因是________.
(5)可能导致测量拉力的实验误差的原因有:读数不准、钢板有油污、________等等(答出一个即可).
试题答案
解:
(1)图乙弹簧测力计读数为3.6N;
(2)由图丙可得,实验2中的弹簧测力计拉力最大值为4.35N,实验1中弹簧测力计拉力最大值为3.75N,所以实验2中的弹簧测力计拉力最大值比实验1中弹簧测力计拉力最大值小0.6N;
(3)由图丙知道,13s以后玻璃板离开水面,此时弹簧测力计的示数为3.75N,则G=3.75N,
0~2s玻璃板浸没在水中,
F示=3.4N,
钢板完全浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F示=3.75N-3.4N=0.34N;
(4)钢板即将出水时,钢板与水面的接触面积大,分子之间存在引力,使得实验1中最大拉力明显增大;
(5)导致测量拉力的实验误差的原因为变速拉出.
故答案为:(1)3.6;
(2)0.6
(3)3.75; 0.35;
(4)钢板即将出水时,钢板与水面的接触面积大,分子之间存在引力;
(5)变速拉出.
试题解析
(1)如图弹簧测力计的分度值为0.1N,根据指针所处位置读出示数;
(2)由图丙得出实验2中的弹簧测力计拉力最大值和实验1中弹簧测力计拉力最大值,进而求出二者之差;
(3)分析实验1的将钢板拉出水面过程中拉力的变化情况:拉力最大值为玻璃板与水面接触面积最大时,13s以后玻璃板离开水面,此时弹簧测力计的示数为物重大小;0~2s玻璃板浸没在水中,读出此时的弹簧测力计的示数,利用称重法求浮力;
(4)钢板分子与水分子之间存在引力,钢板即将出水时,钢板与水面的接触面积大,需要的拉里变大;
(5)可从钢板出水过程中角度变化、拉动时拉力不在竖直方向、变速拉出、快速拉出、水中有油污、水面波动等方面分析.
点评:本题考查了弹簧测力计的读数、称重法测浮力、误差分析、分子动理论的相关知识,知识点多,能从图丙中得出相关信息是本题的关键.
