用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来,静止后胡萝卜的轴线水平,如图1所示;在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段.A、B哪段重些呢?小红、小明、小亮三个同学提出各自的猜想:
小红:A较重;小明:B较重;小亮:A、B一样重.
(1)为探究A、B轻重问题,小明在等间距刻度的均匀杠杆两侧挂上每个质量都相等的钩码进行实验.杠杆静止于水平状态的三次实验情境如图3甲、乙、丙所示.
①根据图甲、乙、丙的实验,可以判断 同学的猜想是正确的.
②根据图甲、乙、丙的实验情境,该同学得出结论:只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡.这个结论是 (正确/错误),用图丁的装置来说明判断的方法: .
(2)他们判断出究A、B轻重后,继续利用待测小石块,杠杆及支架,细线,钩码数个,刻度尺,烧杯,适量的水,根据“杠杆平衡条件测固体密度”.
①用细线将小石块拴好,把小石块和质量为m钩码分别挂在杠杆的两边,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡;
②如图戊所示,分别量出小石块悬挂处与支点的距离l1和钩码所挂处与支点的距离l2,由杠杆平衡条件得出小石块的质量为 ;
③如图已所示,在烧杯内盛水,将小石块浸没水中,保持l1不变,调节钩码m的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡;
④量出钩码所挂处与支点的距离d,则小石块所受水的浮力为 ;
⑤若水的密度为ρ,则小石块的体积为 ;小石块的密度为 .
在测量大气压的实验中,针筒活塞的面积为5×10﹣5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计.为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为0.69kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.42kg 水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa.
弹簧测力计下端吊一重为6N的实心小球,将其一半浸在水中时,测力计示数为2N,则此时小球受到的浮力为 N.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时排开水的重力为 N,小球的密度为 kg/m3.
如图所示的容器内,有一实心长方体,悬浮在水和水银的界面上,浸在水中和水银中的体积之比为3:1,已知水的密度为1.0×103kg/m3,水银的密度为13.6×103kg/m3.则该物体在水中和水银中所受到浮力之比为 ;在水中所受到浮力与物体重力之比为 ;该物体的密度为 kg/m3.
小明在吸管的下端装入适量的小钢珠后用蜡封住并使底部平整.制成了简易的密度计.如图所示,将密度计放入液体中呈漂浮状态,h为密度计底到液面的距离.
(1)漂浮时,密度计受到的浮力 (</>/=)重力.
(2)小明将自制的密度计放入水中时,测得h水为6cm,而将该密度计放入盐水中,测得h盐水为5cm,则该盐水的密度为 kg/m3.
(3)有两根粗细不同的吸管甲和乙,甲管较粗,乙管较细,装入小钢珠后质量相同.你认为选 (甲/乙)吸管制成的密度计更好,理由是 .
(4)小明测得某盐水的密度为1.10g/cm3,该盐水的体积400cm3,若盐的密度为2.6g/cm3,(设盐放入水中溶解后,盐和水的总体积不变)则盐水中含盐 g.
用测力计悬挂高H=0.1m的实心铝圆柱体,读出测力计的示数F1,然后将圆柱体放入柱形容器的水中,如图甲所示,读出此时测力计的示数F2,算出圆柱体所受浮力F浮,并测出圆柱体放入水中前、后水对容器底部的压强增加量△p1,以及水对圆柱体下表面和上表面的压强差△p2.逐步改变圆柱体下表面浸入液体的深度h,并将测量结果填入了如表.
实验序号 | h/m | △p1/Pa | △p2/Pa | F浮/N |
1 | 0.02 | 100 | 200 | 3 |
2 | 0.04 | 200 | 400 | 6 |
3 | 0.06 | 300 | 600 | 9 |
4 | 0.08 | 400 | 800 | 12 |
5 | 0.10 | 500 | 1000 | 15 |
6 | 0.12 | 500 | 1000 | 15 |
7 | 0.20 | 500 | 1000 | 15 |
(1)圆柱体所受浮力的计算式:F浮= (用题中的字母表示).
(2)小刚对表中实验1、2、3的数据进行对比分析,得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度成正比的结论.你认为小刚的结论是 的(正确/错误),理由是: .
(3)圆柱体放在水中的不同位置,圆柱体所受浮力F浮与△p2关系式是 ,圆柱体的底面积为 m2,柱形容器的内底面积为 m2.
(4)如果将盛水的柱形容器换成相同底面积的梯形容器,如图乙所示,再将铝圆柱体按上述操作进行实验,请你预测当h=0.06m时,△p1 小于 (大于/小于/等于)300Pa,圆柱体所受浮力F浮= N.