小明同学有一副木质象棋,为了知道该木质材料的密度,他取来一只量筒,盛水后先读出水面对应的刻度值是180mL,接着他将一枚棋子投入量筒中,稳定后棋子漂浮在水面上,读出水-物理
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
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。
考点名称:体积的测量,量筒的使用
- 体积:
体积表示物体所占空间的大小,用字母V,来表示。
体积的单位也采用国际制单位,有立方米(m3)、立方分米(dm3)、立方厘米(cm3)。换算关系为:1m3= 1000dm3:1dm3=1000cm3;1m3=106cm3。
容积:
容积是指容器内部窄间的大小,容积单位有升 (L)、毫升(mL)。
换算关系为:1L=1000mL。与体积单位的对应关系是1L=1dm3;1mL=1cm3。 - 量筒:
1. 量筒的使用:
①量筒的规格量筒是用来量取液体体积的一种玻璃仪器,一般规格以所能度量的最大容量(mL)表示,常用的有10mL,20mL,25mL,50mL,100mL,250mL、500mL,1000mL等多种规格。
②量筒的选择方法:
量筒外壁刻度都是以mL为单位。10mL量筒每小格表示0.1mL,而50mL量筒有每小格表示1mL或0.5mL的两种规格。可见,绝大多数的量筒每小格是量筒容量的1/100,少数为1/50。
量筒越大,管径越粗,其精确度越小,由视线的偏差所造成的读数误差也就越大。
所以,实验中应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒。分次量取会引起较大误差。如量取70mL液体,应选用100mL量筒一次量取,而不能用10mL量筒量取7次。
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