二、作图题。
6.如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭的受力示意图。

6.如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭的受力示意图。
答案
6. 受力示意图如
解析
【分析】要画出漂浮玩具鸭的受力示意图,需明确漂浮物体的受力特点:漂浮的物体处于平衡状态,仅受重力和浮力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,作用点均在物体的重心。因此,只需在玩具鸭的重心处,分别画出竖直向下的重力和竖直向上的浮力,且两个力的线段长度相等即可。
【解析】1. 确定受力:漂浮的玩具鸭受重力(G)和浮力($F_{浮}$)两个力;2. 确定作用点:两个力的作用点都画在玩具鸭的重心(图中黑点位置);3. 确定方向:重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上;4. 标注与线段长度:因二力平衡,两个力的线段长度相等,最后分别标注力的符号G和$F_{浮}$。
【答案】
【知识点】重力、浮力、受力示意图
【点评】本题考查漂浮物体的受力分析及力的示意图的绘制,属于基础作图题,需掌握平衡力的特点和力的示意图的画法。
【难度系数】0.3
【解析】1. 确定受力:漂浮的玩具鸭受重力(G)和浮力($F_{浮}$)两个力;2. 确定作用点:两个力的作用点都画在玩具鸭的重心(图中黑点位置);3. 确定方向:重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上;4. 标注与线段长度:因二力平衡,两个力的线段长度相等,最后分别标注力的符号G和$F_{浮}$。
【答案】
【知识点】重力、浮力、受力示意图
【点评】本题考查漂浮物体的受力分析及力的示意图的绘制,属于基础作图题,需掌握平衡力的特点和力的示意图的画法。
【难度系数】0.3
7.【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如图所示的探究。

【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测橡皮泥的重力,读出弹簧测力计的示数;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状
【交流】(1)本实验在其他因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为
(2)利用图d和图e所示的实验可以探究的问题是:浮力大小与物体浸没在液体中的
(3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?
(4)实验过程中物体
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测橡皮泥的重力,读出弹簧测力计的示数;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为
1
N。(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状
无关
。【交流】(1)本实验在其他因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为
控制变量法
。(2)利用图d和图e所示的实验可以探究的问题是:浮力大小与物体浸没在液体中的
深度
是否有关?根据实验数据可以判断探究结果是无关
(选填“有关”或“无关”)。(3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?
能
。(4)实验过程中物体
不能
(选填“能”或“不能”)碰到杯底或杯壁。答案
7. 1 无关 控制变量法 深度 无关 能 不能
解析
【分析】
本题围绕探究浮力大小与物体形状的关系展开,需先通过称重法计算浮力,再利用控制变量法分析实验变量与结论,同时结合实验原理和操作要求解答其他问题。首先明确弹簧测力计的读数,利用“称重法”($F_{浮}=G-F_{拉}$)计算浮力;实验中控制液体密度、排开液体体积不变,仅改变物体形状,据此判断浮力与形状的关系;对于其他问题,根据控制变量法确定探究的变量,结合实验现象得出结论,再分析实验方法的可行性和操作注意事项。
【解析】
(1) 由图a可知,橡皮泥的重力$G=3N$;图b中弹簧测力计的示数$F_{拉}=2N$,根据称重法,浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=3N-2N=1N$。
(2) 实验中,同一块橡皮泥(重力不变)捏成不同形状,均浸没在水中(液体密度、排开液体体积相同),测得的浮力均为1N,说明浮力大小与物体的形状无关。
【交流】
(1) 实验中控制其他因素不变,只改变物体的形状,这种研究方法称为控制变量法。
(2) 图d和e中,橡皮泥形状相同,浸没在水中的深度不同,液体密度、排开体积相同,因此探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关;两次弹簧测力计示数相同,浮力相同,故探究结果是无关。
(3) 橡皮筋的伸长量与所受拉力成正比,可通过橡皮筋伸长量反映拉力大小,进而计算浮力,所以能完成本实验的探究。
(4) 实验过程中,若物体碰到杯底或杯壁,杯底/杯壁会对物体产生额外作用力,导致弹簧测力计示数偏小,浮力计算错误,因此物体不能碰到杯底或杯壁。
【答案】
1;无关;控制变量法;深度;无关;能;不能
【知识点】
浮力的计算;控制变量法;浮力的影响因素
【点评】
本题通过探究浮力与物体形状的关系,考查称重法测浮力、控制变量法的应用,同时涉及实验方法的拓展和操作注意事项,综合性较强,需学生掌握实验原理和变量控制的思路。
【难度系数】
0.5
本题围绕探究浮力大小与物体形状的关系展开,需先通过称重法计算浮力,再利用控制变量法分析实验变量与结论,同时结合实验原理和操作要求解答其他问题。首先明确弹簧测力计的读数,利用“称重法”($F_{浮}=G-F_{拉}$)计算浮力;实验中控制液体密度、排开液体体积不变,仅改变物体形状,据此判断浮力与形状的关系;对于其他问题,根据控制变量法确定探究的变量,结合实验现象得出结论,再分析实验方法的可行性和操作注意事项。
【解析】
(1) 由图a可知,橡皮泥的重力$G=3N$;图b中弹簧测力计的示数$F_{拉}=2N$,根据称重法,浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=3N-2N=1N$。
(2) 实验中,同一块橡皮泥(重力不变)捏成不同形状,均浸没在水中(液体密度、排开液体体积相同),测得的浮力均为1N,说明浮力大小与物体的形状无关。
【交流】
(1) 实验中控制其他因素不变,只改变物体的形状,这种研究方法称为控制变量法。
(2) 图d和e中,橡皮泥形状相同,浸没在水中的深度不同,液体密度、排开体积相同,因此探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关;两次弹簧测力计示数相同,浮力相同,故探究结果是无关。
(3) 橡皮筋的伸长量与所受拉力成正比,可通过橡皮筋伸长量反映拉力大小,进而计算浮力,所以能完成本实验的探究。
(4) 实验过程中,若物体碰到杯底或杯壁,杯底/杯壁会对物体产生额外作用力,导致弹簧测力计示数偏小,浮力计算错误,因此物体不能碰到杯底或杯壁。
【答案】
1;无关;控制变量法;深度;无关;能;不能
【知识点】
浮力的计算;控制变量法;浮力的影响因素
【点评】
本题通过探究浮力与物体形状的关系,考查称重法测浮力、控制变量法的应用,同时涉及实验方法的拓展和操作注意事项,综合性较强,需学生掌握实验原理和变量控制的思路。
【难度系数】
0.5
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