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【题目】如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为100cm2 . 弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示.(g=10N/kg)求:
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小;
(2)花岗岩的密度;
(3)从开始提到花岗岩完全离开水面时,水对容器底部减小的压强.

【答案】
(1)解:由图乙可知,花岗岩的重力G=3.50N,

花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F=2.25N,

则花岗岩浸没在水中时所受水的浮力:

F=G﹣F=3.50N﹣2.25N=1.25N;

答:在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小为1.25N;


(2)解:由FgV可得花岗岩的体积:

V=V= = =1.25×10﹣4m3

由G=mg可得花岗岩的质量:

m= = =0.35kg,

花岗岩的密度:

ρ= = =2.8×103kg/m3

答:花岗岩的密度为2.8×103kg/m3


(3)解:从开始提到花岗岩完全离开水面时,水面下降的高度:

△h= = =0.0125m,

水对容器底部减小的压强:

△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.0125m=125Pa.

答:从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强为125Pa


【解析】(1)由图乙可知,花岗岩在露出水面时,弹簧测力计的示数,可得花岗岩的重力;又可得花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的拉力,利用称重法可得花岗岩所受水的浮力大小;(2)由阿基米德原理FgV可得花岗岩的体积,而花岗岩的质量m= ,利用密度公式求花岗岩的密度;(3)花岗岩离开水面后,水面下降的高度等于排开水的体积除以容器底面积,再利用液体压强公式求水对容器底部减小的压强.
【考点精析】解答此题的关键在于理解密度的计算的相关知识,掌握密度公式:ρ = m/v,以及对浮力大小的计算的理解,了解浮力的公式为:F= Ggv

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(2)小明设计了如图所示的实验方案,通过实验得到了正确的结论, ①下列各种现象中,利用了该实验结论的是(选填字母代号).
A.汽车在结冰的路面行驶时,在车轮上缠绕铁链
B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
②此实验过程中小明发现在图甲装置中,木块在运动过程中速度突然变大,同时弹簧测力计的读数也增大了,那么滑动摩擦力将(选填“变大”、“变小”或“不变”).

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A. B. C. D.

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(1)用来研究超速安全隐患时,需要控制的变量是 , 实验时应选择两个图所示实验进行比较;
(2)用来研究超载安全隐患时,应选择两个图所示实验进行比较,通过这个实验得到的结论是

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在做功冲程中,是内能转化为机械能;

只有做功冲程是燃气对外做功;

汽油机和柴油机的点火方式相同.

以上说法中正确的是(

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C. 只有②④ D. 只有②③④

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