Question

在課外小組活動中，小剛將一掛在彈簧測力計下的開關不規則的石塊分別浸沒在水和鹽水中，彈簧測力計的示數如圖所示．
（1）石塊在水中所受到的浮力為______N；
（2）如果直接將物體投入水中，該物體將______（填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）；
（3）鹽水的密度為______kg/m³；
（4）小婷將一底面積為10cm²的實心金屬圓柱體掛在彈簧測力計下，緩慢浸沒到底面積為40cm²的薄壁盛水圓柱形容器中（水未溢出且物體未接觸容器底部），彈簧測力計示數改變了2N，則容器底部對水平桌面的壓強改變了______Pa．

Answer 1

解：（1）由甲乙兩圖得：
石塊在水中所受到的浮力：
F_浮=G-F_示=4N-3N=1N；
（2）∵F_浮＜G，
∴直接將石塊投入水中，石塊將下沉；
（3）石塊浸沒在水中所受到的浮力F_浮=1N，
∵F_浮=ρ_水v_排g，
∴石塊的體積：
v=v_排===1×10^-4m³，
由甲丙兩圖，石塊受到鹽水的浮力：
F_浮′=4N-2.9N=1.1N，
∵F_浮′=ρ_鹽水v_排g，
∴ρ_鹽水===1.1×10³kg/m³；
（4）由題知，彈簧測力計示數改變了2N，即圓柱體受到水的浮力為2N；
∵容器對桌面壓力等于容器重、水重與物體對水的壓力之和，物體對水的壓力等于水對物體的浮力，
∴容器底部對水平桌面壓力的變化值：△F=2N，
容器底部對水平桌面的壓強變化值：
△p===500Pa．
故答案為：（1）1；（2）下沉；（3）1.1×10³； （4）500．
分析：（1）在空氣中稱石塊重，從甲圖讀出彈簧測力計的示數（石塊重），從乙圖讀出小石塊全浸入水中彈簧測力計的示數，利用稱重法求小石塊受到的浮力；
（2）如果直接將物體投入水中，受到的浮力小于重力，利用物體的浮沉條件判斷；
（3）（1）求出了小石塊受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石塊的體積；利用稱重法求小石塊受到鹽水的浮力，再利用阿基米德原理求鹽水的密度；
（4）彈簧測力計示數改變了2N，即圓柱體受到水的浮力為2N；
容器對桌面壓力等于容器重、水重與物體對水的壓力之和，物體對水的壓力等于水對物體的浮力，據此可求浸沒圓柱體后容器底部對水平桌面壓力的變化值，再利用壓強公式求容器底部對水平桌面的壓強變化值．
點評：本題為力學綜合題，綜合考查學生對液體壓強公式、阿基米德原理、稱重法測浮力的掌握和運用．關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對物體進行受力分析，還要注意單位的換算．