Question

【題目】如圖1所示，小明利用彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同燒杯、適量的水和煤油， 對浸在液體中的金屬塊所受浮力進行了探究。

（1）分析圖 B、C，說明浮力大小跟________有關；

（2）如圖2是小明根據實驗數據所繪制的彈簧測力計示數與金屬塊的下表面浸入水中深度和金屬塊所受浮力與金屬塊的下表面浸入水中深度的關系圖像。能夠表示金屬塊所受浮力與金屬塊的下表面到水面距離h關系的圖像為 ____（選填“a”或 “b”）；

（3）圖1B中，金屬塊浸沒在水中所受浮力為_______N，在若此時剪斷細繩，該金屬塊在水中將 _______（填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）；

（4）小明通過上述實驗發現只用一支彈簧測力計就可測出物體的密度。請你根據圖中的實驗數據求出：金屬塊的密度為____________ kg/m3，煤油的密度為____________ kg/m3。

Answer 1

【答案】液體的密度 a 1.0 下沉 2.7×103 0.8×103

【解析】

(1)[1]對比B、C兩圖可知，彈簧測力計示數不同，則說明所受浮力大小不同，金屬塊排開液體體積相同，液體密度不同，則可得：浮力大小與液體密度有關。

(2)[2]當金屬塊的下表面到水面距離h越大時，金屬塊排開液體體積越大，當完全浸沒后，繼續增大金屬塊的下表面到水面距離h，排開液體體積不變，則由可知，隨著金屬塊的下表面到水面距離h的增大，金屬塊所受浮力先增大，再保持不變，即為a曲線。

(3)[3][4]由A圖可知金屬塊所受重力為2.7N，則在B圖中金屬塊所受浮力為

F浮B=G-FB=2.7N-1.7N=1.0N

此時物體已經完全浸沒，所受浮力已達到最大，浮力小于重力，則剪斷細線后金屬塊在水中將下沉。

(4)[5][6]B圖中金屬塊浸沒，則金屬塊體積等于排開液體體積，由可求金屬塊體積為

金屬塊質量為

則可求金屬塊密度為

C圖中金屬塊所受浮力為

F浮C=G-FC=2.7N-1.9N=0.8N

B圖與C圖中，排開液體體積相同，由可知，液體密度與浮力成正比，即

解得煤油密度為0.8×103kg/m3。