题目内容

1.如图甲所示,小明同学在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到圆柱体下表面与烧杯底接触.
(1)圆柱体的重力G=6N.
(2)圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=5N;
(3)比较(b)、(c)两图可得:浸在同一液体中的物体受到浮力的大小跟物体排开液体的体积(或物体浸入液体的体积)有关;由图(c)到图(d)所示情景,圆柱体所受浮力不变,其下表面所受水的压强变大(均选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)小明同学完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降高度h的F-h图象.那么圆柱体浸没在这种液体中受到的浮力F浮′=4N.这种液体的密度ρ液=0.8×103kg/m3.

分析 (1)根据图a得出物体的重力大小;
(2)由(a)、(c)根据F浮=G-F得出所受浮力的大小;
(3)比较b、c两图的不同点,得出浮力大小与物体排开液体体积的关系.根据浮力大小与排开液体体积的关系得出c、d浮力变化关系.液体的压强与液体密度和浸在液体中的深度有关;
(4)根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力;根据物体在两种液体中排开液体的体积不变得出液体的密度.

解答 解:(1)由a图可知,圆柱体的重力G=6N;
(2)由(a)、(c)两图可知,圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=G-F=6N-1N=5N;
(3)比较(b)、(c)两图,液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,则圆柱体受到的浮力不同,可得出结论:浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体排开液体的体积(或物体浸入液体的体积)有关;
比较(c)、(d)两图,圆柱体完全浸没,下沉过程中物体排开液体的体积不变,测力计的示数不变,即所受浮力不变;
比较(c)、(d)两图,圆柱体完全浸没,下沉过程中,深度增加,其下表面所受水的压强变大;
(4)由图乙知,物体完全浸没时测力计的示数为2N,则F浮′=G-F′=6N-2N=4N;
圆柱体分别浸没在水和另一液体中,则排开液体的体积相等,即V排水=V排液,
由F浮=ρ液gV排可得V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$,
所以,$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{4N}{{ρ}_{液}×10N/kg}$,
解得:ρ液=0.8×103kg/m3.
故答案为:(1)6;(2)5;(3)物体排开液体的体积(或物体浸入液体的体积);不变;变大;(4)4;0.8×103.

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验,考查了学生分析图象和数据的能力,注意分析问题过程中控制变量法的应用,同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式,做到灵活应用.

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