【正文】 放了一個塑料小球。(跨科綜合題)(1)現(xiàn)加入少量食鹽晶體，充分?jǐn)嚢韬挽o置后，在溫度不變的情況下，小球在液面沉浮情況有何變化，并簡述原因。【習(xí)題86】李紅同學(xué)手中有一塊不知是什么金屬的薄片，老師沒給他測量質(zhì)量的儀器，只給他一個圓柱形的容器和水，讓他利用自己平時使用的文具(三角板、圓規(guī)、直尺等)測出該金屬片的密度。你能幫他解決此問題嗎?請寫出具體做法。【答案】 因為物質(zhì)的密度ρ＝m／V，而m無法直接測出，用一般的長度測量工具去測薄金屬塊的體積V又不準(zhǔn)確，所以最好用阿基米德原理以及沉浮條件解此題。具體方法是：將金屬薄片做成凹型，使之漂浮在裝有水的容器中，用直尺(或三角板)量出水位升高的高度為L1，量出容器的直徑，算出橫截面積為S，則： 【習(xí)題87】 如圖1—28所示，有一重為27 N的長方體物體，長L=20 cm，它的橫截面積S1是盛水容器橫截面積S2(容器壁厚不計)的1/3，當(dāng)物體有2/5的體積浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為F1=23 N(g取10 N／kg)。 (1)根據(jù)題中所給條件，試一試你能求出哪些與物體有關(guān)的物理量?請分別計算出來。(2)當(dāng)物體有2/5的體積浸入水中時與物體剛好全部浸入水中時，水對容器底的壓強差是多少? 【答案】 (1)物體的質(zhì)量m =2．7 kg 物體受到的浮力：F浮=G—F1=27 N一23 N=4 N 物體的體積：103 m3物體的密度：2．7103 kg／m3(2)：水對容器底的壓強差是400 Pa?！玖?xí)題88】 如圖所示，邊長為20 cm的正方體，水平地浸入足夠多的水中。如果上表面距水面的距離為5 cm，求物體所受浮力的大小。(條件開放)【分析】 因正方體物塊浸入水中，上表面距水面5 cm時有兩種可能，即物體懸浮或漂浮，如圖所示。 【答案】物體懸浮時有： 23 答：物體所受浮力可能為80 N或60 N。 【習(xí)題89】 如果不使用量筒，其他器材自選，你怎樣測量石塊的密度，寫出你選擇的器材、實驗步驟和石塊密度的數(shù)學(xué)表達式。【答案】方法一：阿基米德原理法器材：彈簧測力計、燒杯、水、細線、石塊 (1)在空氣中稱石塊重G1 (2)在水中稱石塊重G2 (3)求石塊密度P=方法二：替代體積法器材：大小燒杯、天平、水 (1)用天平稱出石塊質(zhì)量m1 (2)用天平稱出大燒杯質(zhì)量m0(3)將大燒杯注滿水，向其中投入石塊，用小燒杯接住溢出水，稱其質(zhì)量m2(4)求石塊密度【習(xí)題90】 有下列器材和物品：天平、彈簧秤、刻度尺、水槽(有水)、燒杯、鉛筆、細線、一小卷細銅線、一塊不規(guī)則但厚度均勻的金屬板、小礦石和鹽水。請自選上述器材和物品，完成一項實驗(用天平、彈簧秤測質(zhì)量除外)，寫出①實驗?zāi)康?；②所選器材；③主要步驟；④被測物理量的表達式。【答案】 實驗一目的：測一小卷細銅線的長度L， 器材：天平、刻度尺步驟：①用天平測出細銅線的質(zhì)量M；②截取一小段細銅線，用天平測出質(zhì)量m；③用刻度尺測出這一小段細銅線的長度L0表達式：L=(M／m)L0 實驗二目的：測不規(guī)則金屬板的面積S器材：彈簧秤、細線、水槽(有水)、刻度尺步驟：①用彈簧秤稱出金屬板在空氣中示數(shù)F；②用彈簧秤稱出金屬板浸沒在水槽中的示數(shù)F’；③用刻度尺測出金屬板厚度d 表達式：S= 實驗三目的：測小礦石密度器材：天平、彈簧秤、細線、水槽(有水)步驟：①用天平測出礦石質(zhì)量M；②用彈簧秤分別稱出礦石在空氣中和浸沒在水槽中的示數(shù)F和F’表達式：ρ【習(xí)題91】 一個重10 N、體積是200 cm3的物體，完全浸沒在水中，排開水的重力是其本身重力的1／5，求液體的密度。(策略開放)【分析】 解決此題可以從密度定義入手，也可從阿基米德原理入手。【答案】 液體的密度為1103kg/m3。【習(xí)題92】 裝有石塊的小船在水面上時，所受浮力為F1，當(dāng)把石塊卸入水中后，石塊所受浮力為F2，池底對9石塊的支持力為 N，這時( )(結(jié)論開放) A．空船所受浮力為F1F2N B．池水所受的壓力減少了N C：石塊所受的重力等于F1F2D．船所排開水的體積減少了 【答案】 A、D【習(xí)題93】 有一個空心的廢金屬牙膏皮、一大杯水和一只量筒，請利用這些器材設(shè)計一個“測牙膏皮密度”的實驗。(1)寫出實驗步驟(也可以利用畫簡圖的方法表示實驗步驟)； (2)用所測量出的物理量寫出牙膏皮密度的表達式。 (2)若手邊有下列器材：彈簧測力計、細線、水、小桶、刻度尺、小刀和干凈馬鈴薯樣品，請你選用部分器材，設(shè)計出一種測馬鈴薯密度的方案。①選用的器材__________。②根據(jù)選用的器材，寫出測量步驟(注明所測物理量并用字母表示)。 ③根據(jù)測出的物理量寫出馬鈴薯密度的表達式為【分析】 (1)馬鈴薯的密度越大，它所含淀粉百分率越高，收購價越高。(2)①器材：彈簧測力計、細線、水、小桶、干凈馬鈴薯樣品。②第一步：用細線拴好馬鈴薯樣品，掛在彈簧測力計上，讀出彈簧測力計示數(shù)G(即樣品重力G)。第二步：把樣品放入盛水的小桶中，讀出樣品浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)G，(即重力G與浮力F的合力，G’=G—F)。③ρ馬鈴薯=ρ水G／(G—G’) (2)P牙膏皮=P水(V2一V1)／(V3V1)【習(xí)題94】 阿基米德原理告訴我們：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。根據(jù)阿基米德原理，請你猜想：1N重的水能浮起2 N重的物體嗎?并設(shè)計實驗驗證?！敬鸢浮? 由阿基米德原理可知，浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小、等于被物體排開的液體受到的重力，而沒有講浮力的大小跟液體本身的重力關(guān)系，其實浮力的大小跟液體本身的重力是毫無關(guān)系的。不能把浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力的概念理解為液體本身的重力。實驗驗證過程如下：準(zhǔn)備儀器：試管兩只(大試管的這是一道條件開放題，是測量密度的變形題。由題目中所給定的已知條件，無法用直接測質(zhì)量、體積的方法求密度。由此可想到利用浮力中的漂浮法，間接求牙膏皮的質(zhì)量，從而進一步求出密度?！敬鸢浮? (1)①向量筒里倒入適量的水，測出水的體積V1；②將空牙膏皮放在量筒的水面上，使空牙膏皮漂浮，測出空牙膏皮排水后的總體積V2；③將空牙膏皮浸沒在水中，測出水和牙膏皮的總體積V3，如圖甲所示。使之平衡。 (2)向大試管里注入適量的水，把試管放入其中，并在小試管中加入適量沙子，在加入沙子的過程中要求小試管的底部千萬不要接觸到大試管，保持一段距離使其明顯地浮于水中。如圖乙所示。(3)把小試管取出放于托盤天平一側(cè)的燒杯中，把大試管中的水倒入另一側(cè)的燒杯中，不難看出，天平就不平衡了，G水a(chǎn)mp。lt。G物，如圖丙所示。 【習(xí)題96】 圖是乳牛自動喂牛器裝置原理圖，請你觀察，該裝置在設(shè)計中應(yīng)用到的物理原理或規(guī)律有(寫出三個知識點)。并簡述該裝置的工作原理。 【答案】 (1)A、B兩容器，底部連通，水面相平，應(yīng)用了連通器的原理。 (2)浮球隨液面升降改變浮力大小，從而控制進水閥關(guān)閉，應(yīng)用了阿基米德原理。(3)浮球與進水閥構(gòu)成杠桿裝置，應(yīng)用了杠桿平衡原理。(4)浮球受到重力和浮力，閥門受到自來水的壓力和杠桿械端作用力，兩處分別應(yīng)用到二力平衡條件。(5)閥門橫截面積、自來水的壓強、壓力、浮球的大小、杠桿左右臂比例尺寸，是設(shè)計計算中必須考慮的因素，因而應(yīng)用到液體壓強知識。該裝置工作原理是：牛飲水使B槽水位低于A槽，由連通器原理可知，A槽小明同學(xué)要研究鐵塊所受浮力是否與溫度有關(guān)，如何去研究呢?請你幫他設(shè)計這次實驗的全過程。要求：寫出所需器材、研究的步驟，并設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。【答案】 (1)器材：彈簧測力計、酒精燈、溫度計、燒杯、水、鐵架臺、鐵塊等。(2)步驟：①用彈簧測力計測出鐵塊重力G，組裝成如圖所示的裝置；②加熱之前，測出水溫 t1，并讀出鐵塊在水中時彈簧測力計的示數(shù)G1，代入公式F浮=GG’，算出浮力F浮l；③加熱一段時間，測出水溫t2，并讀出彈簧測力計的示數(shù)G2，算出浮力F浮2；④再加熱一段時間，測出水溫t3，并讀出彈簧測力計的示數(shù)G3，算出浮力F浮3，并與F浮F浮1比較。(4)實驗證明較小重力的水能浮起較大重力的物體，因此1N重的水能浮起2 N重的物體?！玖?xí)題95】 淀粉廠的收購員在選購馬鈴薯時，需要測出馬鈴薯的密度，從而根據(jù)下表確定其所含淀粉的百分率和收購價。(1)根據(jù)下表你能得出的結(jié)論是 10【習(xí)題98】 為了測定一只小玻璃瓶玻璃的密度，只有一個量杯及足量的水，請設(shè)計一個測定玻璃密度的方法，要求：(1)寫出主要實驗步驟；(2)用所測物理量寫出玻璃密度的表達式。(條件開放)【答案】 (1)實驗步驟：①向量杯 (2)玻璃密度表達式P=【習(xí)題99】 圖展示了一個廣為人知的歷史故事—“曹沖稱象”，曹沖運用了等效替代的方法，巧妙地測出了大象的體重。請你寫出他運用的與浮力相關(guān)的知識。(結(jié)論開放)(5)放入合金塊A后，水對容器底增大的壓強△P水0。 (6)放入合金塊A前，水對容器底的壓強 P水0。 。(7)容器中水的質(zhì)量m水。(8)當(dāng)合金塊A浸沒在水中時，容器中水的深度h。在這八個物理量中，請你任意求出其中五個物理量的值?！?3【答案】(1)510 m (2)F浮A=5 N (3)GA=20 N(4)ρ=4103kg／m3 (5)△P水=2．5102 Pa (7)m水=3．5 kg (8)h水＝0．2 m 【答案】 (1)物體的浮沉條件；(2)阿基米德原理?！玖?xí)題100】 為了測定一小正方體木塊(不吸水)的密度，可供選用的實驗器材有：托盤天平(含砝碼)、量筒、刻度尺、大頭針、水。請你設(shè)計三種不同的實驗方案，只要求將每種方案所選用的器材填入下面的橫線上。(結(jié)論開放)(1)__________，(2)__________ 。(3)__________，【分析】 本題是一道開放性試題，答案不惟一、不確定，需綜合利用測量、密度、浮力等知識來分析。測木塊的密度的基本思路是設(shè)法測得或求得體積和質(zhì)量。體積可用刻度尺測量后進行計算而得出或用排水法測得，也可借助量筒的刻度定性比較；質(zhì)量可用托盤天平直接測得或借助浮力知識求出重力后間接計算得出，以上這些測體積和質(zhì)量的方法的不同組合可形成多種方案?！敬鸢浮? (1)托盤天平、量筒、水、大頭針；(2)托盤天平、刻度尺；(3)量筒、水、大頭針；(4)量筒、刻度尺、水；(5)刻度尺、水；(6)量筒、水【習(xí)題101】 如圖所示，一體積為500cm3的鋁塊，用線系著放入裝有某種液體的圓柱形容器中，容器中的液體深度由20 cm上升到21cm，這時細線對鋁塊的拉力為9．5 N，求：①鋁塊受到的重力；②鋁塊在液體中受到的浮力；③液體的密度；④剪斷細線，鋁塊沉底靜止后，容器對水平支持面的壓強。(容器的重力和容器壁的厚度忽略不計)【分析】本題是一題多問題，①利用密度知識可求重力；②利用浮力和二力平衡知識可求浮力；③利用阿基米德原理可求液體密度；④是本題難點，屬于條件開放題，關(guān)鍵是求出液體的重力。根據(jù)V排=V鋁，先求出容器的底面積，從而求出液體的總體積和液體的總重力。【答案】 (1)根據(jù)密度