分析 (1)当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计的示数为塑料块的重力,然后根据V=Sh求出塑料块的体积,再利用密度公式求出塑料块的密度;
(2)弹簧秤示数为零时,F浮=G,由F浮=ρgV排可求得排开水的体积,然后可求得变化的高度,根据“弹簧的伸长与受到的拉力成正比关系,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,”可知,当弹簧秤示数为零时,弹簧秤缩短4cm,”然后可求水面升高的高度.
(3)根据题意及第(2)问的计算可知,加水1400cm3时,水面升高12cm,弹簧缩短4cm,可求得当加水420cm3时,液面变化的高度,根据弹簧的伸长与受到的拉力成正比关系,可求得弹簧缩短的长度,然后可知其浮力,最后利用F浮=G-F拉可求得弹簧测力计的示数.
解答 解:(1)根据G=mg可得,圆柱形实心塑料块的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg,
塑料块的体积:
V塑料=Sh=50cm2×10cm=500cm3=5×10-4m3,
塑料块的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3;
(2)当弹簧秤示数为零时,塑料块漂浮,F浮=G=4N,
由F浮=ρgV排可得,V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10-4m3,
h液=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}{50×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.08m=8cm;
由题意“弹簧的伸长与受到的拉力成正比关系,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,”可知,当弹簧秤示数为零时,弹簧秤缩短4cm,则水面升高的高度△h=4cm+8cm=12cm;
(3)由题意及第(2)问的计算可知,加水1400cm3时,水面升高12cm,弹簧缩短4cm,当加水420cm3时,则$\frac{△h′}{12cm}$=$\frac{420c{m}^{3}}{1400c{m}^{3}}$,解得△h′=3.6cm,
设弹簧缩短为△l,则$\frac{△l}{4cm}$=$\frac{3.6cm}{12cm}$,
解得△l=1.2cm,
可知此时塑料块受到浮力${F}_{浮}^{′}$=1.2N,
则弹簧测力计的示数F′=G-${F}_{浮}^{′}$=4N-1.2N=2.8N.
答:(1)塑料块的密度为0.8×103kg/m3;
(2)弹簧秤示数为零时,水面升高的高度为12cm.
(3)当加水420cm3时,弹簧测力计的示数为2.8N.
点评 本题考查了密度公式和重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,有一定的拔高难度,属于难题,计算过程要注意单位的换算.
科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | ρa:ρb=1:2 | B. | ρa:ρb=1:4 | C. | Pa:Pb=1:8 | D. | Pa:Pb=1:4 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 在河边看到了水中树木和桥梁的“影子” | |
B. | 把笔直的筷子放到水中,看到筷子“弯折了” | |
C. | 夜晚,在路灯下行走的人们,其后面跟随者变化的“影子” | |
D. | 教室的黑板面打磨得比较粗糙,同学们可以在任何地方看到写在上面的文字 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 一个中学生的质量约为50kg | |
B. | 教室中一盏日光灯的电功率为100W | |
C. | 一只新铅笔的长度约为17cm | |
D. | 进行一次物理模拟测试的时间大约为1.5h |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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