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25.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水=1×103kg/m3)
(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作,
①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.
②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.
①根据实验步骤d和 (填序号),可以确定猜想二是正确的;
②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 .
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中 后再进行探究.
④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)①133;②34;(2)①e;②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;③添加一些细砂;④1.1
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;③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;④由a、c两图知,物体浸没在水中所受浮力:F浮=G﹣F′=0.4N﹣0.06N=0.34N;物体浸没在盐水中受到的浮力F浮′=0.4N﹣0.02N=0.38N;由阿基米德原理可得:F浮=ρ水gV排=0.34N﹣﹣﹣﹣﹣﹣(Ⅰ),F浮′=ρ盐水gV排=0.38N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(Ⅱ)浸没时V排相等,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。
[考点定位]探究浮力大小的实验