24. 在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车从同一斜面的顶端下滑到底端,使小车以相同的速度分别在棉布表面和木板表面上运动,小车滑行的距离如图所示:

(1) 当小车在水平木板表面上运动时,受到的一对平衡力是
A. 小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B. 小车受到的重力和小车对木板的压力
C. 小车受到的重力和木板对小车的支持力
(2) 实验中可以看出,去掉木板上的棉布后,运动的小车所受的摩擦力减小,向前滑行的距离变大.小车所受摩擦力减小的原因是
(3) 在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律.它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用.一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹.下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形,如图所示.请你认真分析后作出正确的选择:

① 不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系为
② 实际上,由于空气阻力的存在,炸弹与飞机的位置关系为
(1) 当小车在水平木板表面上运动时,受到的一对平衡力是
C
.(填选项前的字母)A. 小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B. 小车受到的重力和小车对木板的压力
C. 小车受到的重力和木板对小车的支持力
(2) 实验中可以看出,去掉木板上的棉布后,运动的小车所受的摩擦力减小,向前滑行的距离变大.小车所受摩擦力减小的原因是
(压力一定)接触面粗糙程度减小
.(3) 在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律.它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用.一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹.下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形,如图所示.请你认真分析后作出正确的选择:
① 不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系为
乙
图.② 实际上,由于空气阻力的存在,炸弹与飞机的位置关系为
甲
图.答案
24. (1) C (2) (压力一定)接触面粗糙程度减小 (3) 乙 甲
25. 小明学习了阿基米德原理后,和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为 $ 10 \, \mathrm{cm}^3 $ 的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材,设计实验验证阿基米德原理.

(1) 小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路:
① 用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为 $ G_1 $ 和 $ G_2 $;
② 把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中
③ 用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为 $ F_1 $;
④ 待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为 $ F_2 $.
若满足
(2) 老师肯定了他们的实验思路,但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验,请你帮他们分析无法完成实验的原因是:
(3) 小明他们更换相关器材,顺利完成了实验,实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块
(1) 小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路:
① 用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为 $ G_1 $ 和 $ G_2 $;
② 把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中
装满
水,过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方;③ 用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为 $ F_1 $;
④ 待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为 $ F_2 $.
若满足
$G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}$
(用所测物理量符号表示)等式成立就可以验证阿基米德原理.(2) 老师肯定了他们的实验思路,但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验,请你帮他们分析无法完成实验的原因是:
物体所受浮力为 0.1 N,弹簧测力计的分度值为 0.2 N,无法精确得出物体所受浮力
.(3) 小明他们更换相关器材,顺利完成了实验,实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块
不一定
(一定/不一定)要浸没在水中.答案
1. (1)
解:根据称重法测浮力$F_{浮}=G - F$(这里$G = G_{2}$,$F = F_{1}$),所以$F_{浮}=G_{2}-F_{1}$;
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$,$G_{排}=F_{2}-G_{1}$。
若$G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}$,就可以验证阿基米德原理。
2. (2)
解:已知$V = 10cm^{3}=10×10^{-6}m^{3}$,根据$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$(金属块浸没$V_{排}=V$),$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g = 10N/kg$。
则$F_{浮}=\rho_{水}gV=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×10×10^{-6}m^{3}=0.1N$。
由图知弹簧测力计的分度值$\Delta F = 0.2N$,$F_{浮}=0.1N<\Delta F$,所以无法精确得出物体所受浮力。
3. (3)
答案:不一定。
解:阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$,只要能测量出$F_{浮}$(用称重法$F_{浮}=G - F$)和$G_{排}$($G_{排}=F_{总}-G_{桶}$),不管物体是部分浸没还是完全浸没都可以验证$F_{浮}=G_{排}$,所以金属块不一定要浸没在水中。
解:根据称重法测浮力$F_{浮}=G - F$(这里$G = G_{2}$,$F = F_{1}$),所以$F_{浮}=G_{2}-F_{1}$;
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$,$G_{排}=F_{2}-G_{1}$。
若$G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}$,就可以验证阿基米德原理。
2. (2)
解:已知$V = 10cm^{3}=10×10^{-6}m^{3}$,根据$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$(金属块浸没$V_{排}=V$),$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g = 10N/kg$。
则$F_{浮}=\rho_{水}gV=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×10×10^{-6}m^{3}=0.1N$。
由图知弹簧测力计的分度值$\Delta F = 0.2N$,$F_{浮}=0.1N<\Delta F$,所以无法精确得出物体所受浮力。
3. (3)
答案:不一定。
解:阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$,只要能测量出$F_{浮}$(用称重法$F_{浮}=G - F$)和$G_{排}$($G_{排}=F_{总}-G_{桶}$),不管物体是部分浸没还是完全浸没都可以验证$F_{浮}=G_{排}$,所以金属块不一定要浸没在水中。
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