Question

小敏在实验室中做了如图所示的实验．她先后用弹簧测力计称出物体A受到的重力、A浸没在水中时受到的拉力；用天平称量出酒精和容器的总质量．小惠问道：“如果使物体A浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出．若仍使天平保持平衡，右盘中砝码的质量应该

 

（填“增大”或“减小”）；平衡时天平的右盘中应有

 

g砝码，其质量分别为

 

g，游码在标尺上指示的质量值是

 

g；此时物体A受到的浮力为

 

N．
请你帮助小敏回答小惠的问题．（已知酒精的密度为0.8×10³kg/m³  g=10N/kg）．

Answer 1

分析：（1）如果使物体A浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出．则酒精的液面增加，那么酒精对烧杯底的压强增大，由此可知酒精对烧杯底的压力增大，然后可确定右盘中砝码的质量是增大还是减小；
（2）根据用弹簧测力计称出物体A受到的重力，可求得其质量；
（3）根据游码标尺上的分度值可确定游码在标尺上指示的质量值；
根据弹簧测力计称出物体A受到的重力、A浸没在水中时受到的拉力可求得其在水中受到的浮力，然后可求得其体积，再利用阿基米德原理可求得物体在酒精中受到的浮力．

解答：解：（1）如果使物体A浸没在酒精中，由于不触底，容器中的酒精也未溢出．则酒精的液面增加，那么酒精对烧杯底的压强增大，由此可知酒精对烧杯底的压力增大，若仍使天平保持平衡，则右盘中砝码的质量应该增大；
（2）由图可知，物体A受到的重力为2.2N，则其质量m=

G

g

=

2.2g

10N/kg

=0.22kg=220g，
（3）根据游码标尺上的分度值可确定游码在标尺上指示的质量值为4.4g；
物体A在水中受到的浮力F_浮=G-F_拉=2.2N-1.8N=0.4N，
∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴V_排=

F浮

ρ水g

=

0.4N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=4×10^-5m³，
∴物体浸没，
∴V_排=V_物=4×10^-5m³，
则此时物体A在酒精中受到的浮力F_浮酒精=ρ_酒精gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.32N．
故答案为：增大；220；100g和20；4.4；0.32．

点评：分析此题的关键点有两个：一是明确当物体在一定条件下浸没入液体中时，对天平所引起的变化是怎样的；二是物体浸没在液体中，排开液体的体积等于物体的体积．