Question

1．小红将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中：石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示，则石块在水中所受浮力为1N；从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的密度有关，若剪断图中的细线，石块将下沉（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．实验中盐水的密度为1.2×10³kg/m³，乙图中烧杯的底面积为100cm²，若剪断弹簧测力计下的细线，烧杯对桌面的压强增大了180Pa．

Answer 1

分析 （1）根据称重法F_浮=G-F′求出石块在水中所受浮力；
（2）在甲、乙两图中，排开液体的体积相同，液体的密度不同，受到的浮力不同，据此得出结论；
（3）物体的浮沉取决于受到的重力和浮力的大小，当重力大于浮力时物体下沉；
（4）求出了小石块受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石块的体积；利用称重法求小石块受到盐水的浮力，再利用阿基米德原理求盐水的密度；
（5）增加的压力等于金属块重减去浮力（排开水重），又知道受力面积，利用压强公式求增大的压强．

解答 解：（1）石块在水中所受浮力：
F_浮=G-F′=3N-2N=1N；
（2）由甲和乙图可知，
石块在盐水中受到的浮力：
F_浮′=G-F′=3N-1.8N=1.2N，
F_浮≠F_浮′，排开水的体积相同、液体的密度不同，可见浮力的大小与液体的密度有关；
（3）若剪断图中的细线时，受到的重力3N大于受到的浮力1.2N，
所以石块会下沉；
（4）由（1）知道石块浸没在水中所受到的浮力F_浮=1N，
由F_浮=ρ_水V_排g得，
石块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由乙图可知，石块受到盐水的浮力：
F_浮′=3N-1.8N=1.2N，
因为F_浮′=ρ_盐水V_排g，
所以ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
（5）增大的压力△F_压=G-F_浮′=3N-1.2N=1.8N，
△P=$\frac{△{F}_{压}}{S}$=$\frac{1.8N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=180Pa．
故答案为：1；密度；下沉；1.2×10³；180．

点评 本题考查了浮力的计算、物体的浮沉条件、压强公式、阿基米德原理的掌握和运用，同时考查了学生利用控制变量法分析数据得出结论的能力，会用称重法测浮力、知道浮力大小的影响因素、知道增加的压力等于金属块重减去浮力（排开水重）是本题的关键．