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【题目】同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小因素,(g取10N/kg,ρ=1×103kg/m3

(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作,

把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过増减砝码和移动游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为 g.

在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过増减祛码和移动游码使天平再次获得平衡,所用砝码总质量和游码所示质量之和为167g,塑料瓶的体积是 cm3

(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例

猜想一,浮力的大小与物体的密度有关,实例:铁块可以在水中下沉,木头可以浮在水面上

猜想二,浮力的大小与液体的密度有关,实例:鸡蛋可以在水中下沉,在盐水中可以浮起来

猜想三,浮力的大小与浸入液体的深度有关,实例:在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大

为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图乙所示.

根据实验步骤d和 (填序号),可以确定猜想二是正确的;

根据实验步骤c和d可以验证猜想三是 (选填“正确”或“错误”);对该猜想对应的实例,合理的解释是

要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中 后再进行探究.

同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反应了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于 g/cm3(计算结果保留1位小数).

【答案】(1)133;34;(2)e;错误;在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;添加一些细砂;1.1

【解析】

试题分析:(1)烧杯和水的总质量为:m=100g+20g+10g+3g=133g,①②步骤可知,塑料瓶排开水的质量m排水=167g﹣133g=34g,由ρ=m/V可得,V排水=,因为铁块浸没,所以V=V排水==34cm3,由C、D可知,铁块排开液体的质量m排液=m3﹣m4,因为铁块浸没,所以V=V排水=V排液 (2)物体浸没水中受到的浮力F=0.4N﹣0.06N=0.34N;物体浸没在盐水中受到的浮力F=0.4N﹣0.02N=0.38N;因为,浮力不相等,而物体所处的深度和浸没的体积相同,则是液体的种类(密度)不同的引起的,说明浮力的大小与液体的密度有关,根据实验d、e可以确定猜想二是正确的;物体在c、d中(排开液体的密度相同,都是水)中受到的浮力相同,而排开液体的体积都等于物体的体积,但物体所处的深度不同,故得出:物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关.根据实验步骤c和d可以验证猜想三是错误的;对该猜想对应的实例,合理的解释是:在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;要验证猜想一是否正确,即浮力的大小与物体的密度有关,根据控制变量法要改变物体的密度,在物体体积不变时,在塑料瓶中添加一些细砂可以改变塑料瓶整体的密度;由a、c两图知,物体浸没在水中所受浮力:F=G﹣F′=0.4N﹣0.06N=0.34N;物体浸没在盐水中受到的浮力F′=0.4N﹣0.02N=0.38N;由阿基米德原理可得:FgV=0.34N﹣﹣﹣﹣﹣﹣(Ⅰ),F′=ρ盐水gV=0.38N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(Ⅱ)浸没时V相等,由(Ⅰ)(Ⅱ)可得盐水的密度:ρ盐水===1.1×103kg/m3=1.1g/cm3物体的浮与沉与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于1.1g/cm3

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