Question

【題目】為了研究將物體浸沒在水中時水對容器底部壓強的增加量Δp水與物體體積、質量的關系，小李和小華兩位同學將質量和體積不同的物體分別浸沒在盛有水的同一圓柱形容器中，并分別進行了實驗。

（1）小李探究：Δp水與放入物體質量m的關系，于是選擇質量不同、體積相同的三個物體，先后浸沒在盛有水的同一圓柱形容器中，并測得Δp水。實驗示意圖及相應數據見表一。

表一

實驗序號	1	2	3
實驗示意圖
m(千克)	4.0	3.0	2.0
Δp水(帕)	1500	1500	1500

分析比較表一中Δp水和相關條件，可得：Δp水與m________（選填“有關”或“無關”）。

（2）小華探究：Δp水與放入的物體的體積V的關系，于是選擇質量相同、體積不同的合金物塊先后浸沒在盛有水的同一圓柱形容器，并測得Δp水。實驗數據記錄在表二中。

表二 表三

實驗序號	1	2	3	4		實驗序號	5	6
m(千克)	16.0	16.0	16.0	16.0		m(千克)	16.0	16.0
V(米3)	2×10-3	4×10-3	6×10-3	8×10-3		V(米3)	10×10-3	12×10-3
Δp水(帕)	2000	4000	6000	8000		Δp水(帕)	9500

① 分析比較表二中的第三行和第四行的數據及相關條件，可得出的初步結論是：當物體浸沒在盛有水的同一圓柱形容器中，______________________。

② 小華繼續實驗，實驗數據記錄在表三中。發現測得的實驗數據與表二中的結論不符合，原因可能是______。請判斷實驗序號6中的相關數據：Δp水_____9500帕（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

③ 若容器的容積為V容，底面積為S，在該容器中倒入水的體積為V水，將體積為V物的合金物塊浸沒在水中，則水對容器底部壓強增加量所能達到的最大值Δp水最大=________。（涉及的物理量均用字母表示）

Answer 1

【答案】無關 △p水 與V成正比 有水從容器中溢出 等于

【解析】

(1)[1]比較表一中△p液和相關條件知道，三次放入容器中的物體質量不同，但△p液的增加量均為1500Pa不變，故得出的結論是：△p液與m無關；

(2)①[2]比較表二中第三行和第四行的數據知道，物體浸沒的體積增大幾倍，水對容器底部壓強的增加量就增大幾倍，由此得出的初步結論是：當物體浸沒在盛有水的同一圓柱形容器中，△p水 與V成正比；

②[3]由表中數得到△p水 與V成正比的結論知道，物體浸沒在水中的體積不斷增大，水面不斷升高，由于容器的高度是一定的，表三第5次實驗中出現，△p水 與V不成正比，可能的原因是容器中水滿了，有水從容器中溢出；

[4]由于有水從容器中溢出，所以，第6次實驗數據中△p水=9500pa；

③[5]當容器中水滿后，水面不再升高，所以

△V最大 =S△h最大 =V容 -V水

由此解得：

，

則水對容器底部壓強增加量所能達到的最大值是：

。