16.测算不溶于水的新型合金材料密度(如图13):

(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图a所示,在没有挂重物时,已产生N的读数,应将指针向(选填“上”或“下”)移动,进行调零。
(2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b所示,大小为N。再将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图c所示。由此,小磊得出材料在水中受到的浮力$F_{浮}=$N。
(3)若取$g=10\ \mathrm{N/kg},\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,可以计算出材料的质量$m=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m}^{3}$(用科学记数法表示),并由此算出材料的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^{3}$。
(4)小明提出若取$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。你认为(填“小明”或“小磊”)的说法正确。
(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图a所示,在没有挂重物时,已产生N的读数,应将指针向(选填“上”或“下”)移动,进行调零。
(2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b所示,大小为N。再将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图c所示。由此,小磊得出材料在水中受到的浮力$F_{浮}=$N。
(3)若取$g=10\ \mathrm{N/kg},\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,可以计算出材料的质量$m=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m}^{3}$(用科学记数法表示),并由此算出材料的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^{3}$。
(4)小明提出若取$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。你认为(填“小明”或“小磊”)的说法正确。
答案
16.(1)0.2 上 (2)4.2 2.0 (3)0.42 $2.0×10^{-4}$ $2.1×10^{3}$ (4)小磊
17.如图14所示,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方距水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲。图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,忽略液面的变化(g取10 N/kg),求:
(1)物体浸没时的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强。

(1)物体浸没时的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强。
答案
17.解:(1)由图像可知,当$h<4\ \mathrm{cm}$时,弹簧测力计示数为9 N不变,此时物体在空气中,由二力平衡条件可知,物体重力$G=F=9\ \mathrm{N}$,当$h>8\ \mathrm{cm}$时,弹簧测力计示数为5 N不变,此时物体浸没在水中,则物体浸没时受到的浮力$F_{浮}=G-F'=9\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$。
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以物体的体积$V_{物}=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$。
(3)由图像可知,物体刚浸沉时下表面所处的深度$h=8\ \mathrm{cm}-4\ \mathrm{cm}=4\ \mathrm{cm}=0.04\ \mathrm{m}$,下表面受到水的压强$p=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.04\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{Pa}$。
答:(1)物体浸没时的浮力为4 N;(2)物体的体积为$4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$;(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强为400 Pa。
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以物体的体积$V_{物}=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$。
(3)由图像可知,物体刚浸沉时下表面所处的深度$h=8\ \mathrm{cm}-4\ \mathrm{cm}=4\ \mathrm{cm}=0.04\ \mathrm{m}$,下表面受到水的压强$p=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.04\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{Pa}$。
答:(1)物体浸没时的浮力为4 N;(2)物体的体积为$4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$;(3)物体刚浸沉时下表面受到水的压强为400 Pa。
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