题目内容
【题目】小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律，他设计了如图所示的实验．他将弹簧测力计一端固定，另一端挂边长为10cm正方体合金块A，放入底面积为300cm2装有水的圆筒形容器中，开始他将合金块A恰好浸没在水中，容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口，实验时，打开阀门B缓慢放水，放到弹簧测力计的读数不再变化时，立即关闭阀门B，在此过程中金属块始终不与容器底部接触，读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N，已知弹簧测力计每一牛顿刻度间的距离为1cm．求：
（1）在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置
（2）合金块A的重力及受到的最大浮力及其密度；
（3）从容器中排出水的质量．
【答案】（1）
（2）32N；10N ；3.2×103kg/m3（3）5kg
【解析】
（1）弹簧测力计的读数不再变化时，也就是合金块A不在水中，水面刚好合金块A的下表面相平，由弹簧测力计最小和最大示数计算物体A下降的高度，由此得到水平的大致位置；
（2）①弹簧测力计的读数不再变化时，弹簧测力计的读数为合金块A的重力；
②合金块A受浮力最大时即弹簧测力计的读数最小时，弹簧测力计的读数等于合金块A的重力减去合金块A的浮力；
③根据浮力公式计算合金块A的体积，根据重力公式计算合金块A质量，根据密度公式计算合金块A的密度；
（3）由关闭阀门B时，水面情况可知，排出水的总体积V=S容h-VA，再根据m=ρV即可求出排出水的质量。
（1）当A恰好浸没在水中时，A受到浮力、弹簧测力计拉力和重力，所以F浮+F拉=G，此时A排开水的体积最大，受到浮力最大，所以拉力最小，即F拉=22N；打开阀门B缓慢放水，A浸在水中的体积减小，浮力减小，当A全部露出水面时，A受到的浮力为0，弹簧测力计的读数不再变化，此时拉力最大，即F拉′=32N；弹簧测力计示数变化量：△F=F拉′-F拉=32N-22N=10N，已知弹簧测力计每一牛顿刻度间的距离为1cm，所以弹簧伸长（A下降的高度）：
，A的边长L=10cm，所以水面下降高度为：h=L+△L=10cm+10cm=20cm。所以关闭阀门B后水面的大致位置如图所示：
（2）弹簧测力计的读数不再变化时，受到的浮力为0，弹簧测力计的示数最大，此时F拉′=G=32N；最初合金块A浸没时受到的浮力最大，则最大浮力：F浮最大=G-F拉=32N-22N=10N；
由阿基米德原理可得合金块的体积：
，
合金块的质量：
，
所以合金的密度：
；
（3）关闭阀门时A恰好全部露出水面，所以容器中排出水的体积：V排出=S容h-VA=300cm2×20cm-（10cm）3=5000cm3，所以排出的水的质量：m排出=ρ水V排出=1g/cm3×5000cm3=5000g=5kg。
【题目】探究二力平衡的条件
步骤 | 1如图向小车两端小盘里加上_______的砝码，小车就能保持静止；将右盘中再加上一个砝码，小车将向右运动，说明彼此平衡的两个力大小________. 2把小车转过一个角度后松手，小车会________，说明彼此平衡的两个力必须在________。此处用到的物理研究方法是________ | 装置图 |
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