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根据题目要求，请你自己选择所需器材，设计两个实验完成表中实验内容，填入下表中．器材实验内容操作方法发生的现象示例：玻璃杯、硬纸片研究物体的惯性把硬纸片放在玻璃杯和桌-物理

[db:作者] 2020-05-29 00:00:00 互联网

题文

根据题目要求，请你自己选择所需器材，设计两个实验完成表中实验内容，填入下表中．

器材实验内容操作方法发生的现象

示例：玻璃杯、硬纸片研究物体的惯性把硬纸片放在玻璃杯和桌面之间，迅速抽出硬纸片玻璃杯保持静止

______ 验证大气压强 ______ ______

______ 研究物体的浮沉现象 ______ ______
题型：问答题难度：中档

答案

（1）题目中给了玻璃杯、水、硬纸片，用这三个器材，做一个覆杯实验．把玻璃杯中装满水，用硬纸片盖住杯口，然后用手按住硬纸片把玻璃杯倒过来，使杯口朝下．硬纸片不脱落，水也流不出来．水受重力没有落下来，说明水受到一个向上的力，提供这个力的只有空气这个物体，即空气产生了大气压，由此证明了大气压存在．
（2）利用题目中给玻璃杯、食盐、鸡蛋、水．让鸡蛋浸盛水的玻璃杯中，鸡蛋受到的重力不变，要使它上浮或者下沉．就要改变它受到的浮力．而在所给器材中，有盐，利用食盐可以改变水的密度，从而改变鸡蛋在水中所受浮力的大小，进而改变鸡蛋的浮沉情况．
故答案为：

玻璃杯、水、硬纸片把玻璃杯中装满水，用硬纸片盖住杯口，然后用手按住硬纸片把玻璃杯倒过来，使杯口朝下硬纸片不脱落，水也流不出来

玻璃杯、食盐、鸡蛋、水让鸡蛋浸盛水的玻璃杯中，鸡蛋下沉，逐渐向水中加盐鸡蛋先是悬浮，随着盐的增多，鸡蛋上浮至漂浮

据专家权威分析，试题“根据题目要求，请你自己选择所需器材，设计两个实验完成表中实验..”主要考查你对大气压强的存在及应用，物体的浮沉条件及其应用等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

大气压强的存在及应用物体的浮沉条件及其应用

考点名称：大气压强的存在及应用

大气压强：

定义	大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压
产生原因	包围地球的空气由于受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在它里面的物体产生压强，空气内部向各个方向都有压强，且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
存在证明	①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
应用	生活中：①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
应用	生产中：①活塞式抽水机②离心式水泵

利用大气压的知识解释有关现象：
在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象，如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等．利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象，例如用吸管喝饮料，当用力吸吸管时，吸管内的压强减小，饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管，从而喝到饮料，而并非我们平常说的吸进。
生活实验证明大气压存在：
实验一：模拟马德堡半球实验
    两个皮碗口对口挤压，然后两手用力往外拉，发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是：将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出，使金属球内和皮碗内空气的压强减小，而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起，要用较大的力才能拉开，这就有力证明了大气压强的存在。

实验二：“瓶吞蛋”实验
   用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口，实验前用手轻轻用力，不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙（防止烧裂瓶底）的瓶中，迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口，待火熄灭后，观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验，由于棉花燃烧使瓶内气压升高，而骤冷又会使气压迅速降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。

实验三：“覆杯”实验
    玻璃杯内装满水，用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，整杯水被纸片托住，纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强，因而纸片不掉下来。分析上述三个实验，不难理解大气压强存在问题。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强，“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点：大气向各个方向都有压强。

考点名称：物体的浮沉条件及其应用

物体浮沉条件:

上浮		下沉	悬浮	漂浮	沉底

F_浮>G		F_浮<G	F_浮=G	F_浮=G	F_浮+N=G
实心物体	ρ_液>ρ_物	ρ_液<ρ_物	ρ_液=ρ_物V_排=V_物	ρ_液>ρ_物V_排<V_物	ρ_液>ρ_物V_排=V_物
处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用			可以停留在液体的任何深度处	是“上浮”过程的最终条件	是“下沉”过程的最终状态
处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用			处于静态，受平衡力

漂浮和悬浮的异同：

		悬浮	漂浮
区别	物体在液体中的位置	物体可以静止在液体内部任一位置	物体静止在液体表面上
	物体实心时，ρ_物和ρ_液的大小	ρ_物=ρ_液	ρ_物<ρ_液
	物体体积V_物与物体排开液体体积V_排的大小	V_物=V_排	V_物>V_排
相似		物体都处于平衡状态，各自所受的浮力与重力式一对平衡力

利用浮力知识求物体或液体的密度:
1．对于漂浮的物体，浮力等于重力，而浮力F_浮= ρ_液gV_排，重力G_物=ρ_物gV_排，因F_浮≈G_物，只要知道V_排与V_物的关系和ρ_液(或ρ_物)就可求出ρ_物(或ρ_液)。
例1：将密度为0．6×10³kg／m³，体积125cm³的木块放入盐水中，木块有1／2的体积露出盐水面，则木块受到的浮力为____N，盐水的密度____________ kg／m³(g取10N／kg)
解析：木块漂浮，所受浮力等于重力，F=G= Mg=p_木Vg=0．6×10³kg／m³×0．125×10^-3m³× 10N／kg=0．75N，盐水的密度：
=1.2×10³kg/m³
2. 若，物体完全浸没在液体中，根据阿基米德原理，及称重法，可求出，又因为，此时，可得。根据此式，已知ρ液，可求出ρ_物，已知ρ_物可求出ρ_液。

液面升降问题的解法：

1. 组合物体漂浮类型
要看液面是上升还是下降，关键是比较前后两次物体排开液体的体积的变化。设物体原来排开液体的体积为V_排，后来排开液体的体积为V‘_排，若V’_排>V_排，则液面上升，若V’_排<V_排，则液面下降；若V’_排=V_排，则液面高度不变，又根据阿基米德原理知，物体在液体中所受的浮力，故，因为液体的密度ρ液不变，固物体的排开液体的体积取决于物体所受的浮力，所以只要判断出物体前后所受浮力的变化情况，即可判断出液面的升降情况。

例1一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯，若将小铁球取出放入水槽里，烧杯仍漂浮在水槽中，则水面将(   )
A．上升 B．不变 C．下降 D．无法判断
解析：铁球和烧杯漂浮在水中，装有铁球的烧杯所受的浮力F_浮与烧杯和铁球的总重力平衡，则有：。把铁球放入水槽中，铁球下沉，铁球单独受到的浮力，；烧杯单独受到的浮力为。铁球放入水槽中后，铁球和烧杯所受浮力之和为F_浮2，因此，烧杯和铁球后来排开水的体积之和小于原来排开的水的体积，所以水面下降，故正确选项为C。

2．纯冰熔化类型：
    此类题的规律技巧：若冰块漂浮于水中，则冰熔化后液面不变；若冰块漂浮于密度大于水的液体中，则冰熔化后液面上升；若冰块漂浮于(或浸没于)密度小于水的液体中，则冰熔化后液面下降。
    要判断液面的升降，必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系。冰未熔化时，若它漂浮在液面上，则所受的浮力与重力相等，即。冰块所受的，冰块的重力，由此可得；冰熔化后，化成水的体积。所以当冰块漂浮于水中时，，液面不变；当时，，液面上升。若冰块浸没液体中，则冰块排开液体的体积等于冰块的体积，而冰熔化后的体积小于冰的体积，故液面下降。

例2如图所示，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平，待这些冰全部熔化后(   )

A．将有水从杯中溢出
B．不会有水从杯中溢出，杯中水面也不会下降
C．烧杯中水面下降
D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出
解析：冰熔化后烧杯中的水面将保持不变，故不会有水溢出。
答案：B

漂浮物体切去露出部分后的浮沉情况：
      漂浮物体，如将露出液面的部分切去后，物体的重力减小，而浸在液体中的部分没有变，根据F_浮= ρ_液gV_排知物体所受浮力不变。这时浮力大于重力，剩余部分上浮。
例1长为L的蜡烛底部粘有一铁块，使其竖直停留在水中，如图所示，这时露出水面的长度为L₀，将其点燃，直到自然熄灭，设燃烧掉的长度为d，则(   )

A．d<L₀
B．d=L₀
C．d>L₀
D．无法判断
解析：假设将露出的部分一次切去，再分析剩余部分的沉浮情况就很容易得出结论。如将露出水面的部分切去，这时蜡烛的重力减小，而在水中的部分未变，即排开的水的重力——浮力未变，显然这时浮力大于重力，剩余部分将上浮。可见，蜡烛燃烧过程是逐渐上浮的，所以最终烧掉的长度大于L₀，故正确选项为C。
答案：C

密度计：
    在物理实验中使用的密度计是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中，待密度计平稳后，从它的刻度处读出待测液体的密度。常用密度计有两种，一种测密度比纯水大的液体密度，叫重表；另一种测密度比纯水小的液体，叫轻表。

     密度计的原理是：F_浮=ρ_液gV_排=G_计(不变)。密度计在不同的液体中所受浮力相同，ρ_液增大时，V_排减小，密度计在液面以上的部分增大，刻度越靠下密度值越大。

气体的浮力：
      气体的浮力与液体的同理，物体在空气中时，上下表面受到空气的压力差就是空气的浮力。故物体在空气中称得的重量，并不是物体真正的重量，但因其所受的浮力很小可以忽略不计。不但空气如此，物体在任何气体中，均受到气体的浮力。
     氢气球和热气球浮沉原理比较：

	上升	下降
氢气球	充入密度小于空气的氢气	放掉球内部分气体，使球体积减小
热气球	充入加热后的热空气	停止加热，热空气冷却，热气球内空气密度增大

饺子的浮沉:
生饺子被放入锅中时便沉到锅底，煮熟的饺子就浮起来了，如果把饺子放凉，再放入锅中，又会沉到锅底这是为什么呢?因为生饺子放人锅中，由于浮力小于重力而下沉；煮熟的饺子因为饺子内气体受热膨胀，浮力增大，当浮力大于重力时，饺子上浮；凉的熟饺子因遇冷体积缩小使浮力减小，浮力小于重力而下沉。

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