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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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1. 填空题

分析$BC$段:随着$h$的增大,工件所受的浮力大小将  ,油对工件下底面的压强大小将  (填“变大”、“变小”或“不变”).

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变大变大

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根据浮力公式${{F}_{浮}}={{\rho}_{有}}g{{V}_{排}}$,和压强公式$p={{\rho}_{有}}gh$,随着$h$的增大,工件排开油的体积也随之增大,所以,受到的浮力将变大,油对工件下底面的压强也增大.

故答案为:变大;变大.

2. 填空题

在$B$点时,立方体处于  状态(填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)

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漂浮

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$B$点处,工件所受向下的力$F=0\text{N}$,随着$h$增加,$F$增大,且${{F}_{浮}}=G+F$,故$F$浮增大,所以在$B$点时,立方体处于漂浮状态.

故答案为:漂浮.

3. 填空题

该立方体的重力为  $\text{N}$.

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$400$

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由图乙坐标系,可知道$A$是一次函数为$y=kx+b$上的一点,函数过$\left( 0,0.2 \right)$和$\left( 600,0.5 \right)$两点,所以,函数为$y=5\times 10^{-4}x+0.2$;

当$y=0$时,解得$x=400$;它表示的量就是工件受到的重力.

故答案为:$400$.

举一反三
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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。

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伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从斜面同一高度处滑下,观察、比较小车沿不同平面的运动情况.

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伽利略等科学家曾做如图所示的实验,让小车从斜面的同一高处滑下,观察、比较小车沿不同水平面的运动情况.

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