分析 (1)分析BC段,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,据此得出物体受到的浮力变化.分析CD段,完全浸没时测力计的变化,得出浮力的变化,从而得出结论.
(2)分析图象AB段,物体在空中,物体重力等于拉力;分析图象CD段,物体全部浸没水中,利用称重法求物体受到的浮力;利用阿基米德原理求出排开水的体积(物体的体积),利用公式G=mg求出质量,最后利用密度公式求出物体的密度;
(3)由图知,当圆柱体下降高度为5cm时,圆柱体浸入一半,受到浮力等于全浸入时受到浮力的一半,此时弹簧测力计的示数等于重力减去浮力.烧杯对支持面的压力等于烧杯、水、圆柱体的总重力减去拉力(弹簧测力计的示数),再利用压强公式求烧杯对支持面的压强.
解答 解:
(1)分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,弹簧测力计读数在减小,可知物体受到的浮力在增大,故可得结论:物体浸没在液体之前,物体浸入液体的深度越深,受到的浮力越大;
分析CD段,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,故可得结论:物体受到的浮力与浸没的深度无关;
(2)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体重力:G=F拉=12N;
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,
则圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉′=12N-4N=8N,
由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可得,圆柱体的体积:
V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10-4m3,
圆柱体的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg,
圆柱体的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3;
(3)由图象可知,当圆柱体下降高度为5cm时,圆柱体浸入一半,受到浮力等于浸没时受到浮力的一半,则F浮′=$\frac{1}{2}$F浮=$\frac{1}{2}$×8N=4N,
此时弹簧测力计的示数F拉′=G-F浮′=12N-4N=8N.
烧杯对支持面的压力:
F压=G水+G杯+G-F拉′=(m水+m杯)×10N/kg+12N-8N=4kg×10N/kg+12N-8N=44N,
烧杯对支持面的压强:
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{44N}{40×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.1×104Pa.
故答案为:
(1)大;物体受到的浮力与浸没的深度无关;
(2)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)烧杯对支持面的压强为1.1×104Pa.
点评 本题为力学综合题,考查的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、阿基米德原理、压强等,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.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 小船漂浮在水面时受到的浮力与重力相等 | |
B. | 浮力的方向始终是竖直向上的 | |
C. | 排开水的体积越大时受到的浮力越大 | |
D. | 浸没后压入越深,受到的浮力越大 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 木块受的重力与木块受的支持力是一对平衡力 | |
B. | 地面受的摩擦力与木块受的摩擦力是一对平衡力 | |
C. | 绳对木块的拉力大于地面对木块的摩擦力 | |
D. | 木块受的重力与木块对地面的压力是一对相互作用力 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 拉力做的功是6.3×104J | B. | 绳索自由端的速度是10m/s | ||
C. | 该滑轮组的动滑轮重100N | D. | 该滑轮组的机械效率是80% |
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物体惯性的大小与速度有关 | |
B. | 自行车的刹车系统利用了杠杆和摩擦力的知识 | |
C. | 水坝的下部比上部建得宽,是由于水对坝的压强随深度的增加而增大 | |
D. | 飞机机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体压强越大的原理 |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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