试题

题目:
青果学院(2005·扬州)把一块表面很干净的10×10cm2厚玻璃板挂在弹簧测力计的下面,测得示数为2.5N,手持弹簧秤的上端,把玻璃板往下全部放入水一定深度处,测得弹簧秤示数为1.5N,再慢慢提起弹簧秤,当玻璃板即将离开水面时,弹簧测力计的示数如图,玻璃板完全脱离水面后,弹簧秤示数回到2.5N.试回答下列问题:
(1)玻璃板浸没在水中时受到的浮力是
1
1
N,玻璃板的密度为
2.5×103kg/m3
2.5×103kg/m3

(2)小明发现,玻璃板即将离开水面时,弹簧秤的示数比玻璃板的重力大
1.1
1.1
N,这说明此时玻璃还受到方向向
的一个力.
(3)关于这个力的来历,小明开展了探究.一开始小明猜想是所受的是大气压力,但他很快否定了自己的想法,原因是玻璃板上表面所受的大气压力约为
1013
1013
N,但上、下表面受到的大气压力平衡.
(4)小明仔细观察了玻璃板即将离开水面时,玻璃板与水面的接触情况,如图,由此他想到这个力可能是
玻璃分子与水分子间有引力
玻璃分子与水分子间有引力

答案
1

2.5×103kg/m3

1.1


1013

玻璃分子与水分子间有引力

解:(1)利用称重法可知:F=G-F=2.5N-1.5N=1N,
根据阿基米德原理:Fgvv
F
ρg
=
1N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1×10-4m3

所以,根据G=mg=ρvg得ρ=
G
vg
=
2.5N
10-4m3×10N/kg
=2.5×103kg/m3

(2)玻璃板即将离开水面时,由弹簧秤可以读出示数为:3.6N,故比物体重大3.6N-2.5N=1.1N,方向向下与拉力方向相反.
(3)璃板上表面所受的大气压力:F=ps=1.013×105N/m2×100×10-4m2=1013N.
(4)水与玻璃接触,分子之间产生了相互作用的引力.
故答案为:(1)1,2.5×103kg/m3.(2)1.1N,下.(3)1013N.(4)玻璃与水之间由相互作用的引力.
考点梳理
浮力大小的计算;大气压的综合应用;分子间的作用力.
(1)利用称重法可求浮力,再利用阿基米德原理求体积,利用G=mg求玻璃的密度;
(2)玻璃板即将离开水面时,可以读出弹簧秤的示数3.6N,故大1.1N,方向应向下,因向上的力只有拉力和浮力.
(3)求大气压力可以利用F=ps计算.
(4)水与玻璃接触,产生分子之间相互作用的引力.
本题把如何求浮力和对物体进行受力分析、大气压强的知识联系在一起,难度大,做题时要逐步完成,逐一分析.注意单位换算:1m2=104cm2
压轴题.
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