题目内容

【题目】某小组同学通过实验研究圆柱体浸入液体的过程中测力计示数F的变化情况。如图所示,他们将高H0.10米的圆柱体甲挂在测力计下,逐步改变其下表面到液面的距离h,读出相应的测力计示数F,并将hF记录在表一中。然后,他们变换液体重复实验,将数据记录在表二中。为进一步研究Fh关系,他们计算了每一次实验时F的变化量△F,并将结果分别记录在表一和表二中。

表一(密度ρ1

表二(密度ρ2

分析比较实验序号1﹣5(或8﹣12)数据中Fh的关系及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体浸入同种液体的过程中,当h<H时,_____

分析比较实验序号_____数据中Fh的关系及相关条件,发现测力计的示数F不再随浸入的深度h的增大而变化。原因是:_____

分析比较实验序号1﹣58﹣12△Fh的数据及相关条件,可得出的初步结论是_____

该组同学由实验序号410612的数据及相关条件,发现圆柱体甲在未完全浸入不同液体的过程中,存在h不同而F相同、△F相同的现象。他们通过进一步综合分析,猜想只要h和液体密度ρ满足_____是个定值的条件,即会出现这种现象。

【答案】 Fh的增大而减小 6、713、14 物体浸入液体的体积不变 在圆柱体浸入同种液体的过程中,△Fh成正比 ρh

【解析】①分析比较实验序号1﹣5(或8﹣12)中的数据可以看出,圆柱体浸入液体中的深度小于圆柱体的高,即圆柱体没有全部浸入以前h<H,测力计示数F随圆柱体下表面到液面的距离h的增大而减小

②分析比较实验序号6、713、14△Fh的数据及相关条件,发现测力计的示数F不再随浸入的深度h的增大而变化,原因是:物体浸入液体的体积不变;

③分析比较实验序号1-58-12△Fh的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体浸入同种液体的过程中△Fh成正比;

④实验中,测力计示数变化即受到的浮力,设物体的横截面积为S,由实验序号410,根据阿基米德原理有:F4 =ρ1 gV4;由实验序号10的数据及相关条件,根据阿基米德原理有:F10 =ρ2 gV10,整理得:F4/F10=ρ1gV4/ρ2gV10=ρ1h4/ρ2h10

4.0N/4.0N=1=ρ1h4/ρ2h10,同理,612实验数据也有类似的结论,即只要h和液体密度ρ满足ρh是个定值的条件,即会出现这种现象

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