8. 学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。($\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取10 N/kg)
(1)她选取一个质量为750 g、体积为1 250 cm³的长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。
(2)取来由合金材料制成的规格相同的螺母若干,每只螺母质量为50 g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?
(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.4 N,求合金材料的密度。
(1)她选取一个质量为750 g、体积为1 250 cm³的长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。
(2)取来由合金材料制成的规格相同的螺母若干,每只螺母质量为50 g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?
(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.4 N,求合金材料的密度。
答案
8.(1)因为木块漂浮,则由F浮=G得木块受到的浮力为
F浮=G木=m木g=750×10^-3 kg×10 N/kg=7.5 N。
(2)由阿基米德原理得,当木块刚好浸没时,木块受到的浮力为
F浮'=G排=ρ水gV排=ρ水gV木$=1.0×10^3 kg/m^3×10 N/kg×1 250×10^-6 m^3=12.5 N$,
螺母受到的重力为
G螺母总=F浮'-G木=12.5 N-7.5 N=5 N,
螺母的只数为
n=G螺母总/G螺母=5 N/(50×10^-3 kg×10 N/kg)=10。
(3)螺母浸没在水中,由F浮=G-F'得,螺母受到的浮力为
F浮螺母=G螺母-F'=0.5 N-0.4 N=0.1 N,
螺母的体积为
V螺母=F浮螺母/(ρ水$g)=0.1 N/(1.0×10^3 kg/m^3×10 N/kg)=10^-5 m^3$,
由ρ=m/V得,合金材料的密度为
ρ合金=m合金/V螺母$=50×10^-3 kg /10^-5 m^3=5×10^3 kg/m^3$。
F浮=G木=m木g=750×10^-3 kg×10 N/kg=7.5 N。
(2)由阿基米德原理得,当木块刚好浸没时,木块受到的浮力为
F浮'=G排=ρ水gV排=ρ水gV木$=1.0×10^3 kg/m^3×10 N/kg×1 250×10^-6 m^3=12.5 N$,
螺母受到的重力为
G螺母总=F浮'-G木=12.5 N-7.5 N=5 N,
螺母的只数为
n=G螺母总/G螺母=5 N/(50×10^-3 kg×10 N/kg)=10。
(3)螺母浸没在水中,由F浮=G-F'得,螺母受到的浮力为
F浮螺母=G螺母-F'=0.5 N-0.4 N=0.1 N,
螺母的体积为
V螺母=F浮螺母/(ρ水$g)=0.1 N/(1.0×10^3 kg/m^3×10 N/kg)=10^-5 m^3$,
由ρ=m/V得,合金材料的密度为
ρ合金=m合金/V螺母$=50×10^-3 kg /10^-5 m^3=5×10^3 kg/m^3$。
为了探究浮力的大小与哪些因素有关,小芳用弹簧测力计、鸡蛋、烧杯、水做了如图A、B、C、D所示的实验。
(1)通过观察
(2)小芳观察发现C、D两图中弹簧测力计的示数相等,即鸡蛋所受浮力相等,由此可知:浸没在液体中的物体所受浮力与物体浸没的深度
(3)通过图中的实验数据,可算出鸡蛋的密度约为
(4)小芳又找来一个相同的烧杯,倒入适量的洗发露,她将挂在弹簧测力计下的鸡蛋放入洗发露中,结果发现鸡蛋漂浮在洗发露外面,弹簧测力计的示数为0(如图E所示)。小芳通过计算发现D、E两图中鸡蛋所受的浮力不相等,得出结论:浮力大小与液体密度有关。你认为这个结论的得出是否可靠?
(5)小芳通过图E可知:洗发露的密度

(1)通过观察
ABC(或 ABD)
三图中数据,小芳得出:浸在液体中的物体所受浮力与排开液体的体积有关。(2)小芳观察发现C、D两图中弹簧测力计的示数相等,即鸡蛋所受浮力相等,由此可知:浸没在液体中的物体所受浮力与物体浸没的深度
无
(填“有”或“无”)关。(3)通过图中的实验数据,可算出鸡蛋的密度约为
1.1
g/cm³。(结果保留一位小数)(4)小芳又找来一个相同的烧杯,倒入适量的洗发露,她将挂在弹簧测力计下的鸡蛋放入洗发露中,结果发现鸡蛋漂浮在洗发露外面,弹簧测力计的示数为0(如图E所示)。小芳通过计算发现D、E两图中鸡蛋所受的浮力不相等,得出结论:浮力大小与液体密度有关。你认为这个结论的得出是否可靠?
不可靠
。请说明理由:没有控制排开液体的体积相等
。(5)小芳通过图E可知:洗发露的密度
大于
(填“大于”“小于”或“等于”)鸡蛋的密度。答案
(1)ABC(或 ABD)
(2)无
(3)1.1
(4)不可靠 没有控制排开液体的体积相等
(5)大于
(2)无
(3)1.1
(4)不可靠 没有控制排开液体的体积相等
(5)大于
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