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某组同学利用如下器材和步骤验证“阿基米德原理”。

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1. 填空题

为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是

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浮力和物体排开液体的重力

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物体受到浮力的大小等于它排开液体的重力,要验证阿基米德原理就需要比较物体受到的浮力和物体排开液体的重力。

2. 填空题

如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中两个步骤测出了浮力(填代号即可)。

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B 和 C

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物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸入液体时弹簧测力计的示数,由 B 和 C 两个步骤就可以测出浮力。

3. 填空题

在进行步骤 C 时看到的现象是

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弹簧测力计的示数会减小

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浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,弹簧测力计的示数等于物体的重力减去浮力,所以弹簧测力计的示数会減小。

4. 填空题

D 和 E 两步可以算出小桶中水的重力,这个重力跟相等。

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题目答案

物体受到的浮力

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D 和 E 两步可以算出小桶中水的重力,这个重力跟物体受到的浮力相等。

5. 填空题

小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与上图不同,这个步骤是(选填代号即可)。

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C

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物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,“探究漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”的实验步骤与题图 C 不同。

举一反三
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为了验证“阿基米德原理”,某同学利用以下器材进行实验:弹簧测力计,不同规格合金块若干,溢水杯(足量的水),小桶,细线.

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为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力$F$把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示.工件的下底面与油面的距离为$h$,力$F$与$h$的大小关系如图乙所示.小科不明白$BA$段是什么意思,老师告诉他,$BA$段表示为负值.表明力$F$的方向是相反的(即竖直向上),$A$点的坐标为($-n$,$0$),则$n=400$,表示立方体下表面未接触液面时,受到方向向上大小为$400\text{N}$的力.

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在弹簧测力计下悬挂一个实心物体.弹簧测力计的示数是$10\text{N}$,把该物体浸没在密度为$0.8\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$的油中,弹簧测力计的示数是$8\text{N}$.求:

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如图甲所示,高$\text{5cm}$、重$\text{4N}$的长方体物块被弹簧固定在烧杯底部.现向烧杯中缓缓加水,水位高度$H$随时间变化如图乙所示(整个过程中,弹簧每受到$\text{1N}$的力,伸长或压缩$\text{1cm}$,弹簧所受的浮力忽略不计)

 

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将一个物体挂在弹簧测力计下端,弹簧测力计的示数为$\text{3N}$,将物体浸没在水中,弹簧测力计示数为$\text{2N}$,$g$取$10\text{N/kg}$.求:

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如图所示,将一个物体挂在弹簧测力计下,当物体处于空气中时,弹簧测力计的示数为$50\rm N$;把物体浸没在足够深的水中,弹簧测力计的示数为$30\rm N$.求:

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用细线竖直悬挂一个实心金属球于弹簧测力计,弹簧测力计的示数为$7.9\text{N}$,把该小球浸没在水中(不碰容器底和侧壁)时,弹簧测力计的示数是$6.9\text{N}$,$g$取$10\text{N}/\text{kg}$.求:

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小静取一根圆柱形的饮料吸管,将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来,初步做成一支密度计.为了给密度计标上刻度,他用刻度尺测出密度计的长度为L,然后将密度计放入水中,测出密度计露出水面的高度为h1;接着将该密度计放入待测液体中,密度计露出该液体表面的高度为h2,如图所示.

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14.小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此猜想弹箦的伸长量与它受到的拉力成正比为了验证猜想,小明决定进行实验。(1)要完成操作,除了需要如图甲所示的一根弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台外,还需要的测量仪器是进行实验后小明记录数据如下表,表中数据明显错误的是第次实验△l/cm0.8实验次数1234567拉力(钩码总重)F/N弹簧伸长00.400.801.701.602.

例1:小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想,小明决定进行实验。

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此题探究的是弹簧测力计的原理,通过实验探究,使学生领悟出弹簧伸长量与所受拉力的关系。钩码重力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以还需要刻度尺;图象中横坐标表示弹簧受到的拉力,纵坐标表示弹簧的伸长量,结合实验数据,利用描点法画出图象。从图象中可以概括出:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,伸长量越大。分析数据发现,除第 4 次实验数据外,其余 6 次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,因此第 4 次实验数据是错误的。实验中,如果用弹簧测力计挂钩钩住弹簧下端向下拉来改变力的大小,尽管力的数值由弹簧测力计读出,但是弹簧测力计难控制,力的大小、弹簧的伸长量难以确定,因此还是用钩码好些。