分析 (1)放入圆柱体后,溢水杯中的水仍然是满的,根据公式p=ρgh可知容器底所受压强的变化.再利用F=pS分析溢水杯底受到的压力情况;
当乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯底部,溢水杯底给圆柱体一个向上的支持力,由此分析圆柱体受到的浮力变化;
(2)由甲图、乙图或丙图、丁图可求得圆柱体受到的浮力,再利用F浮=ρgV排可求得圆柱体排开水的体积,因为圆柱体全部浸没,所以V=V排,已知圆柱体的重力,可求得其质量,再利用密度公式可求得圆柱体的密度;
(3)已知圆柱形溢水杯底面积和圆柱体排开水的体积,可求得排开水的高度h,再利用p=ρgh可求得杯底受到的压强减小了多少.
(4)该实验为使结论具有普遍性和代表性,应换用不同液体进行实验.
解答 解:(1)乙图中放入圆柱体后,水的深度不变,由p=ρgh可知容器底所受压强不变,底面积不变,由p=$\frac{F}{S}$可得,溢水杯底受到的压力不变,即乙图中溢水杯底受到的压力等于甲图中溢水杯底受到的压力.
如果乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯底部,虽然碰到底部,但仍受浮力,因此浮力不变,只能说弹簧测力计示数变小,
(2)由丙图、丁图可得F浮=3N-1N=2N,
由F浮=ρgV排可得,圆柱体排开水的体积V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10-4m3,
圆柱体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg,
因为圆柱体全部浸没,所以V=V排=2×10-4m3=200cm3,
圆柱体的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2×103kg/m3.
(3)排开水的高度h=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=0.05m,
杯底受到的压强减小△p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
(4)为了使实验结论更具有普遍性和代表性,该同学应换用其他的液体进行实验,B正确.
故答案为:(1)等于;不变;(2)200;2×103;(3)500;(4)B.
点评 本题是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验,会用称量法算浮力,关键是从图上获取有用信息.
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几种物质的比热容/J•(kg•℃)-1 | |||
水 | 4.2×103 | 水银 | 0.14×103 |
酒精 | 2.4×103 | 沙石 | 0.92×103 |
煤油 | 2.1×103 | 铝 | 0.88×103 |
冰 | 2.1×103 | 铜 | 0.39×103 |
A. | 液体的比热容一定比固体的比热容大 | |
B. | 同种物质发生物态变化后,比热容不变 | |
C. | 由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高 | |
D. | 2kg的水温度升高50℃,吸收的热量是4.2×105J |
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