Question

【題目】小明用如圖所示裝置探究浮力的相關(guān)知識(shí)，細(xì)線的體積、重力及滑輪摩擦不計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．用測(cè)力計(jì)測(cè)出長(zhǎng)方體空心塑料塊的重力；

B．在底部固定有滑輪的容器中裝適量的水；

C．用一根細(xì)線穿過(guò)滑輪將塑料塊與測(cè)力計(jì)連接起來(lái)；

D．往容器中注水，待水面平靜時(shí)記錄塑料塊底部

所處的深度及測(cè)力計(jì)的示數(shù)；

E．多次重復(fù)步驟D的實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

（1）此實(shí)驗(yàn)中滑輪的作用是________________。

（2）本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量拉力間接測(cè)出浮力，以下測(cè)量方法與之不同的是______。

A．用測(cè)力計(jì)測(cè)量物體受到的重力

B．用測(cè)力計(jì)測(cè)量水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)物體受到的摩擦力

C．用量筒測(cè)量液體的體積

（3）分析前三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，塑料塊所受到的浮力大小與____________有關(guān)；分析后五組數(shù)據(jù)可知，塑料塊所受浮力大小______無(wú)關(guān)。

（4）塑料塊的重力為______N，塑料塊的平均密度為______kg/m3。（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】 改變力的方向 C 排開(kāi)液體的體積 深度 0.6 0.6×103

【解析】（1）塑料塊受到的拉力方向豎直向下，但通過(guò)定滑輪的作用，豎直向上用力就能起到同樣的效果，所以，實(shí)驗(yàn)中定滑輪的作用是改變力的方向；

（2）塑料塊受到豎直向下的重力G、拉力T和豎直向上的浮力F浮作用，在這三個(gè)力的作用下，塑料塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以F浮=G+T，塑料塊受到的浮力是通過(guò)測(cè)出的拉力T和物體本身的重力G求出來(lái)的，即通過(guò)測(cè)量拉力間接測(cè)出浮力，a、重力是不能直接測(cè)量的，根據(jù)二力平衡條件，通過(guò)測(cè)量物體質(zhì)量的大小間接測(cè)出重力的大小，屬于間接測(cè)量；

b、水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)物體受到的摩擦力不能直接測(cè)量，根據(jù)二力平衡，此時(shí)物體受到的摩擦力大小等于物體受到的拉力，通過(guò)測(cè)量拉力的大小間接測(cè)出了摩擦力的大小，屬于間接測(cè)量；

c、用量筒測(cè)量液體的體積，是直接測(cè)量出來(lái)，與間接測(cè)量不同；故選C；

（3）塑料塊底部所處深度分別為2cm、3cm、4cm時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積逐漸增大，浮力變大，故浮力大小與物體排開(kāi)的液體的體積有關(guān)；從所處深度為4cm開(kāi)始，物體排開(kāi)水的體積都等于物體自身的體積保持不變，從表中數(shù)據(jù)可知，塑料塊受到的浮力與所處深度無(wú)關(guān)；

（4）當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)，塑料塊漂浮，浮力和重力相等，此時(shí)浮力為0.6N，故塑料塊的重力為0.6N；塑料塊的質(zhì)量為：m=G/g=0.6N/10N/kg=0.06kg；

在水中的浮力F浮′=1N，由F浮 =ρ水gV排可得，

物體排開(kāi)水的體積即物體的體積：

V=V排 =F浮/ρ水g=1N/1×103g/m3×10N/kg=1×10-4 m3，

塑料塊的密度：ρ塑料 =m/V=0.06kg/1×104m3=0.6×103kg/m3