Question

【题目】小明同学在探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系时，利用圆柱体做了如下图所示的实验：

（1）请在乙图中画出圆柱体所受浮力的示意图。

（_______）

（2）你认为小明同学应该先做哪一步才是最合理的？______（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。

（3）已知甲乙丙丁四次测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，为了得到结论，小明同学应该比较____________和____________的大小关系（用F1、F2、F3、F4表示）

（4）图戊是圆柱体缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随圆柱体下表面距离水面距离h变化的关系图像。由图像可知：圆柱体的高度是______cm，且已知F3和F4的示数分别为1.5N、0.5N，则由此实验可得出结论：浸在液体中的物体受到浮力，大小____________。

（5）该圆柱体的体积为________m3；圆柱体的密度________kg/m3。

Answer 1

【答案】 丁 F1-F2 F3-F4 5 等于排开液体所受重力 1×10-4 2×103

【解析】

（1）过圆柱体的重心沿竖直向上的方向画一条有向线段，可以得到浮力的示意图，如图所示：

（2）为了减小误差，需要先测量空小桶的重力，故先做图丁的实验是最合理的；

（3）由称重法得到圆柱体受到的浮力：F浮= F1-F2，圆柱体排开液体的重力：G排=F3-F4，比较F浮和G排的大小关系，即比较F1-F2和F3-F4的大小关系；

（4）由图戊可知，当h=0cm时，圆柱体在空气中，弹簧测力计的示数是2N，圆柱体的重力为2N，当h=5cm时，圆柱体刚好浸没水中，所以圆柱体的高度是5cm，此时弹簧测力计的示数是1N，圆柱体受到的浮力F浮= F1-F2=2N-1N=1N，已知F3和F4的示数分别为1.5N、0.5N，圆柱体排开水的重力G排=F3-F4=1.5N-0.5N=1N，可以得到F浮=G排，所以浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体所受重力；

（5）该圆柱体的体积V=V排==1×10-4m3，圆柱体的密度=2×103kg/m3。