【題目】如圖所示,一個(gè)實(shí)心金屬柱體,橫截面是不規(guī)則多邊形.某同學(xué)要“測(cè)量該柱體橫截面積”.器材有:一把刻度尺、一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、裝有適量水的燒杯(燒杯高度小于柱體高度).該同學(xué)計(jì)劃在柱體側(cè)面畫一條橫線OA,用刻度尺測(cè)出柱體底到OA的距離h.

(1)要測(cè)量出該柱體的橫截面積,還需要兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整,用字母表示出所測(cè)量的物理量.

(2)所測(cè)得柱體橫截面積的表達(dá)式:

(3)在柱體側(cè)面確定橫線OA的位置時(shí),需要考慮哪些方面?(寫出兩條即可)

.②

【答案】(1)①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬柱體的重力G.

②緩慢下移柱體,當(dāng)橫線OA與水面相平時(shí),讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F.

(2)S=

(3)①橫線OA的位置能夠浸沒在水中,且柱體底部不接觸燒杯底.

②G﹣F要大于測(cè)力計(jì)的分度值

【解析】

試題分析:記下水面到達(dá)OA橫線時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù),兩次測(cè)力計(jì)讀數(shù)之差就是兩條線之間物體所受浮力的變化,根據(jù)F=ρgV求出體積的變化,再量出柱體底到OA的距離h,根據(jù)V=Sh,求出橫截面積.然后根據(jù)表達(dá)式分析影響測(cè)量結(jié)果的因素上得出需要考慮的方面.

解:

(1)結(jié)合題中的器材和題意可知,本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出圓柱體在水中受到的浮力,故實(shí)驗(yàn)步驟為:

①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬柱體的重力G.

②緩慢下移柱體,當(dāng)橫線OA與水面相平時(shí),讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F.

(2)根據(jù)稱重法可知,柱體所受浮力F=G﹣F,

由FgV可得,柱體底到OA之間的體積:

V==,

橫截面積:S===

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知,橫線OA位置以下部分能夠浸沒在水中,利用稱重法測(cè)量的浮力,則燒杯底不能對(duì)柱體產(chǎn)生支持力,所以柱體底部不接觸燒杯底.

本實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量浮力的大小來計(jì)算排開水的體積從而得到柱體的橫截面積,所以,要準(zhǔn)確測(cè)出浮力的大小,則柱體受到的浮力必須大于測(cè)力計(jì)的分度值,即:G﹣F的值要大于測(cè)力計(jì)的分度值.

故答案為:(1)①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬柱體的重力G.

②緩慢下移柱體,當(dāng)橫線OA與水面相平時(shí),讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F.

(2)S=

(3)①橫線OA的位置能夠浸沒在水中,且柱體底部不接觸燒杯底.

②G﹣F要大于測(cè)力計(jì)的分度值.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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三人對(duì)此問題進(jìn)行了研究,提出如下猜想:

猜想1:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與人的質(zhì)量有關(guān)。

猜想2:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與秋千的繩長(zhǎng)有關(guān)。

猜想3:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與秋千擺動(dòng)時(shí)離開中心線最大距離有關(guān)。

為了驗(yàn)證上述猜想,她們來到實(shí)驗(yàn)室,找來刻度尺、細(xì)線、秒表、小球,依照物理學(xué)習(xí)中的科學(xué)方法,按右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到下表中數(shù)據(jù)。

請(qǐng)你通過分析回答下列問題:

(1)為驗(yàn)證猜想1,應(yīng)選用序號(hào)為___________兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。

(2)為驗(yàn)證猜想2,應(yīng)選用序號(hào)為___________兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。

(3)為驗(yàn)證猜想3,應(yīng)選用序號(hào)為___________兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。

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