【正文】 放了一個(gè)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(jiǎn)述原因?！玖?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(méi)給他測(cè)量質(zhì)量的儀器，只給他一個(gè)圓柱形的容器和水，讓他利用自己平時(shí)使用的文具(三角板、圓規(guī)、直尺等)測(cè)出該金屬片的密度。你能幫他解決此問(wèn)題嗎?請(qǐng)寫(xiě)出具體做法?！敬鸢浮? 因?yàn)槲镔|(zhì)的密度ρ＝m／V，而m無(wú)法直接測(cè)出，用一般的長(zhǎng)度測(cè)量工具去測(cè)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L(zhǎng)1，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(zhǎng)方體物體，長(zhǎng)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(jì))的1/3，當(dāng)物體有2/5的體積浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)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(qǐng)分別計(jì)算出來(lái)。(2)當(dāng)物體有2/5的體積浸入水中時(shí)與物體剛好全部浸入水中時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)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(duì)容器底的壓強(qiáng)差是400 Pa。【習(xí)題88】 如圖所示，邊長(zhǎng)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(kāi)放)【分析】 因正方體物塊浸入水中，上表面距水面5 cm時(shí)有兩種可能，即物體懸浮或漂浮，如圖所示。 【答案】物體懸浮時(shí)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(cè)量石塊的密度，寫(xiě)出你選擇的器材、實(shí)驗(yàn)步驟和石塊密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式?！敬鸢浮糠椒ㄒ唬喊⒒椎略矸ㄆ鞑模簭椈蓽y(cè)力計(jì)、燒杯、水、細(xì)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(xì)線、一小卷細(xì)銅線、一塊不規(guī)則但厚度均勻的金屬板、小礦石和鹽水。請(qǐng)自選上述器材和物品，完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)(用天平、彈簧秤測(cè)質(zhì)量除外)，寫(xiě)出①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；②所選器材；③主要步驟；④被測(cè)物理量的表達(dá)式。【答案】 實(shí)驗(yàn)一目的：測(cè)一小卷細(xì)銅線的長(zhǎng)度L， 器材：天平、刻度尺步驟：①用天平測(cè)出細(xì)銅線的質(zhì)量M；②截取一小段細(xì)銅線，用天平測(cè)出質(zhì)量m；③用刻度尺測(cè)出這一小段細(xì)銅線的長(zhǎng)度L0表達(dá)式：L=(M／m)L0 實(shí)驗(yàn)二目的：測(cè)不規(guī)則金屬板的面積S器材：彈簧秤、細(xì)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(méi)在水槽中的示數(shù)F’；③用刻度尺測(cè)出金屬板厚度d 表達(dá)式：S= 實(shí)驗(yàn)三目的：測(cè)小礦石密度器材：天平、彈簧秤、細(xì)線、水槽(有水)步驟：①用天平測(cè)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(méi)在水槽中的示數(shù)F和F’表達(dá)式：ρ【習(xí)題91】 一個(gè)重10 N、體積是200 cm3的物體，完全浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的重力是其本身重力的1／5，求液體的密度。(策略開(kāi)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?！敬鸢浮?液體的密度為1103kg/m3?！玖?xí)題92】 裝有石塊的小船在水面上時(shí)，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(duì)9石塊的支持力為 N，這時(shí)( )(結(jié)論開(kāi)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(kāi)水的體積減少了 【答案】 A、D【習(xí)題93】 有一個(gè)空心的廢金屬牙膏皮、一大杯水和一只量筒，請(qǐng)利用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)“測(cè)牙膏皮密度”的實(shí)驗(yàn)。(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟(也可以利用畫(huà)簡(jiǎn)圖的方法表示實(shí)驗(yàn)步驟)； (2)用所測(cè)量出的物理量寫(xiě)出牙膏皮密度的表達(dá)式。 (2)若手邊有下列器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、水、小桶、刻度尺、小刀和干凈馬鈴薯樣品，請(qǐng)你選用部分器材，設(shè)計(jì)出一種測(cè)馬鈴薯密度的方案。①選用的器材__________。②根據(jù)選用的器材，寫(xiě)出測(cè)量步驟(注明所測(cè)物理量并用字母表示)。 ③根據(jù)測(cè)出的物理量寫(xiě)出馬鈴薯密度的表達(dá)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(gòu)價(jià)越高。(2)①器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、水、小桶、干凈馬鈴薯樣品。②第一步：用細(xì)線拴好馬鈴薯樣品，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，讀出彈簧測(cè)力計(jì)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(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)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(kāi)的液體受到的重力。根據(jù)阿基米德原理，請(qǐng)你猜想：1N重的水能浮起2 N重的物體嗎?并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。【答案】 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(kāi)的液體受到的重力，而沒(méi)有講浮力的大小跟液體本身的重力關(guān)系，其實(shí)浮力的大小跟液體本身的重力是毫無(wú)關(guān)系的。不能把浮力的大小等于被物體排開(kāi)的液體受到的重力的概念理解為液體本身的重力。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程如下：準(zhǔn)備儀器：試管兩只(大試管的這是一道條件開(kāi)放題，是測(cè)量密度的變形題。由題目中所給定的已知條件，無(wú)法用直接測(cè)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(jìn)一步求出密度?！敬鸢浮? (1)①向量筒里倒入適量的水，測(cè)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(cè)出空牙膏皮排水后的總體積V2；③將空牙膏皮浸沒(méi)在水中，測(cè)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(guò)程中要求小試管的底部千萬(wàn)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(dòng)喂牛器裝置原理圖，請(qǐng)你觀察，該裝置在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的物理原理或規(guī)律有(寫(xiě)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn))。并簡(jiǎn)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(jìn)水閥關(guān)閉，應(yīng)用了阿基米德原理。(3)浮球與進(jìn)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(lái)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(lái)水的壓強(qiáng)、壓力、浮球的大小、杠桿左右臂比例尺寸，是設(shè)計(jì)計(jì)算中必須考慮的因素，因而應(yīng)用到液體壓強(qiáng)知識(shí)。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(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)這次實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。要求：寫(xiě)出所需器材、研究的步驟，并設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格?！敬鸢浮? (1)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、酒精燈、溫度計(jì)、燒杯、水、鐵架臺(tái)、鐵塊等。(2)步驟：①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鐵塊重力G，組裝成如圖所示的裝置；②加熱之前，測(cè)出水溫 t1，并讀出鐵塊在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)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(shí)間，測(cè)出水溫t2，并讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)G2，算出浮力F浮2；④再加熱一段時(shí)間，測(cè)出水溫t3，并讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)G3，算出浮力F浮3，并與F浮F浮1比較。(4)實(shí)驗(yàn)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(gòu)員在選購(gòu)馬鈴薯時(shí)，需要測(cè)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(gòu)價(jià)。(1)根據(jù)下表你能得出的結(jié)論是 10【習(xí)題98】 為了測(cè)定一只小玻璃瓶玻璃的密度，只有一個(gè)量杯及足量的水，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定玻璃密度的方法，要求：(1)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟；(2)用所測(cè)物理量寫(xiě)出玻璃密度的表達(dá)式。(條件開(kāi)放)【答案】 (1)實(shí)驗(yàn)步驟：①向量杯 (2)玻璃密度表達(dá)式P=【習(xí)題99】 圖展示了一個(gè)廣為人知的歷史故事—“曹沖稱象”，曹沖運(yùn)用了等效替代的方法，巧妙地測(cè)出了大象的體重。請(qǐng)你寫(xiě)出他運(yùn)用的與浮力相關(guān)的知識(shí)。(結(jié)論開(kāi)放)(5)放入合金塊A后，水對(duì)容器底增大的壓強(qiáng)△P水0。 (6)放入合金塊A前，水對(duì)容器底的壓強(qiáng) P水0。 。(7)容器中水的質(zhì)量m水。(8)當(dāng)合金塊A浸沒(méi)在水中時(shí)，容器中水的深度h。在這八個(gè)物理量中，請(qǐng)你任意求出其中五個(gè)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(cè)定一小正方體木塊(不吸水)的密度，可供選用的實(shí)驗(yàn)器材有：托盤天平(含砝碼)、量筒、刻度尺、大頭針、水。請(qǐng)你設(shè)計(jì)三種不同的實(shí)驗(yàn)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(kāi)放)(1)__________，(2)__________ 。(3)__________，【分析】 本題是一道開(kāi)放性試題，答案不惟一、不確定，需綜合利用測(cè)量、密度、浮力等知識(shí)來(lái)分析。測(cè)木塊的密度的基本思路是設(shè)法測(cè)得或求得體積和質(zhì)量。體積可用刻度尺測(cè)量后進(jìn)行計(jì)算而得出或用排水法測(cè)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(cè)得或借助浮力知識(shí)求出重力后間接計(jì)算得出，以上這些測(cè)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(shí)細(xì)線對(duì)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(xì)線，鋁塊沉底靜止后，容器對(duì)水平支持面的壓強(qiáng)。(容器的重力和容器壁的厚度忽略不計(jì))【分析】本題是一題多問(wèn)題，①利用密度知識(shí)可求重力；②利用浮力和二力平衡知識(shí)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(diǎn)，屬于條件開(kāi)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?！敬鸢浮? (1)根據(jù)密度