分析 (1)當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為塑料塊的重力,然后根據(jù)V=Sh求出塑料塊的體積,再利用密度公式求出塑料塊的密度;
(2)塑料塊上浮1cm,得出測(cè)力計(jì)的拉力,求出浮力,根據(jù)公式F浮=ρ水gV排求出排開水的體積;
已知浮力根據(jù)公式F浮=ρ水gV排求出排開水的體積,再根據(jù)公式h=$\frac{{V}_{排}}{S}$求出物塊浸沒在水中的高度,最后兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度,根據(jù)p=ρgh求容器底部所受壓強(qiáng).
(3)當(dāng)加入2000cm3水時(shí),塑料塊會(huì)上浮的高度hm,得出浮力,最小高度,根據(jù)阿基米德原理求出塑料塊浸入水中的體積(排開水的體積),則即可求出物體浸沒的深度,
則兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度,根據(jù)底面積求出加入水的體積,由于加入水的體積已知,據(jù)此即可求出塑料塊會(huì)上浮的高度hm,繼而求出浮力.
解答 解:(1)根據(jù)G=mg可得,圓柱形實(shí)心塑料塊的質(zhì)量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=1kg,
塑料塊的體積:
V塑料=Sh=50cm2×10cm=500cm3=5×10-4m3,
塑料塊的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3;
(2)由于彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm.
所以當(dāng)塑料塊上浮1cm,彈簧的伸長(zhǎng)將減小1cm,則彈簧的拉力減小1N,即測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1=4N-1N=3N,
根據(jù)稱重法F浮=G-F可知:
此時(shí)塑料塊受到浮力F浮=G-F1=4N-3N=1N.
當(dāng)塑料塊上浮1cm,由F浮=ρgV排得塑料塊浸入水中的體積:
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-4m3=100cm3;
則塑料塊浸入水的深度為h浸=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{塑料}}$=$\frac{100c{m}^{3}}{50c{m}^{2}}$=2cm,
由于水面上升到塑料塊上浮1cm,塑料塊底面上升1cm,
所以,兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度,即△h=2cm+1cm=3cm;
則容器底部所受壓強(qiáng)增大為△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m=300Pa;
(3)設(shè)當(dāng)加入2000cm3水時(shí),塑料塊上浮hm,則彈簧的伸長(zhǎng)將減小hm,
由于彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,則彈簧的拉力減小量為△F1=100hN,此時(shí)塑料塊受到浮力F浮′=△F1=100hN.
由F浮=ρgV排得此時(shí)塑料塊浸入水中的體積:
V排′=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{100h}{{ρ}_{水}g}$;
則塑料塊浸入水的深度為h浸′=$\frac{{V}_{排}′}{{S}_{塑料}}$=$\frac{100h}{{ρ}_{水}g{S}_{塑料}}$,
所以,S容器h+(S容器-S塑料塊)h浸′=V加水.
即:S容器h+(S容器-S塑料塊)$\frac{100h}{{ρ}_{水}g{S}_{塑料}}$=V加水.
所以,300×10-4m2×hm+(300×10-4m2-50×10-4m2)×$\frac{100h}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×50×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2000×10-6m3,
解得:h=0.025,
所以當(dāng)加入2000cm3水時(shí),塑料塊上浮0.025m,塑料塊受到浮力F浮′=△F1=100hN=100×0.025N=2.5N.
答:(1)該實(shí)心塑料塊的密度為0.8×103kg/m3;
(2)若現(xiàn)往容器緩緩加水,當(dāng)塑料塊上浮1cm,此時(shí)塑料塊所受浮力為1N;
(3)當(dāng)加入2000cm3水時(shí),塑料塊所受浮力是2.5N.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式和重力公式、阿基米德原理、物體浮沉條件的應(yīng)用,關(guān)鍵是知道塑料塊的重力等于當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí)的示數(shù),難點(diǎn)是最大彈簧的拉力減小量為與塑料塊受到浮力相等,計(jì)算過程一定利用主單位,所以要注意單位換算.
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 放映機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡 | B. | 銀幕上的像是正立放大的虛像 | ||
C. | 光射到銀幕上發(fā)生了鏡面反射 | D. | 白色的銀幕可以吸收所有的色光 |
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科目:初中物理 來源: 題型:多選題
A. | 樣品中含砂的質(zhì)量為V0ρ砂kg | |
B. | 該黃河水的密度為$\frac{{m}_{0}}{{V}_{0}}$kg/m3 | |
C. | 該黃河水的含砂量為$\frac{{ρ}_{砂}({m}_{0}-{V}_{0}{ρ}_{水})}{{V}_{0}({ρ}_{砂}-{ρ}_{水})}$kg | |
D. | 該黃河水的含砂量為$\frac{{ρ}_{水}({m}_{0}-{V}_{0}{ρ}_{砂})}{{V}_{0}({ρ}_{砂}-{ρ}_{水})}$kg |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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