Question

1．如圖甲所示，小明同學在彈簧測力計下懸掛一圓柱體，當圓柱體下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到圓柱體下表面與燒杯底接觸．
（1）圓柱體的重力G=6N．
（2）圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=5N；
（3）比較（b）、（c）兩圖可得：浸在同一液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積（或物體浸入液體的體積）有關；由圖（c）到圖（d）所示情景，圓柱體所受浮力不變，其下表面所受水的壓強變大（均選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）小明同學完成如圖甲所示的實驗后，把水換成另一種液體重復上述實驗，根據實驗數據繪制出如圖乙所示的彈簧測力計的示數F與物體下降高度h的F-h圖象．那么圓柱體浸沒在這種液體中受到的浮力F_浮′=4N．這種液體的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據圖a得出物體的重力大��；
（2）由（a）、（c）根據F_浮=G-F得出所受浮力的大小；
（3）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關系．根據浮力大小與排開液體體積的關系得出c、d浮力變化關系．液體的壓強與液體密度和浸在液體中的深度有關；
（4）根據物體完全浸沒時測力計的示數及其重力求出浮力；根據物體在兩種液體中排開液體的體積不變得出液體的密度．

解答 解：（1）由a圖可知，圓柱體的重力G=6N；
（2）由（a）、（c）兩圖可知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）比較（b）、（c）兩圖，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數不同，則圓柱體受到的浮力不同，可得出結論：浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積（或物體浸入液體的體積）有關；
比較（c）、（d）兩圖，圓柱體完全浸沒，下沉過程中物體排開液體的體積不變，測力計的示數不變，即所受浮力不變；
比較（c）、（d）兩圖，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，深度增加，其下表面所受水的壓強變大；
（4）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
圓柱體分別浸沒在水和另一液體中，則排開液體的體積相等，即V_排水=V_排液，
由F_浮=ρ_液gV_排可得V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$，
所以，$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{4N}{{ρ}_{液}×10N/kg}$，
解得：ρ_液=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）6；（2）5；（3）物體排開液體的體積（或物體浸入液體的體積）；不變；變大；（4）4；0.8×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學生分析圖象和數據的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應用．