题目内容

12．如图，底面积为80cm3的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上；底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系．（不计细线重，g取10N/kg） 
（1）除图中的器材外，还需要的测量工具是刻度尺．
（2）小王从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下h和F，并将测量的结果填写在下面的表格中．
实验次序123456789
h/cm0246810121416
F/N9.07.86.65.44.23.01.81.81.8
①从表格中可知：在做次序3的实验时，物体A受到的浮力为2.4N．
②分析表中数据，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小；在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变．（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）物体A在容器内浸没后与未放人物体A前比较，水对容器底产生的压强增加了900Pa．

分析 （1）实验目的是研究弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系，需要测量的物理量是拉力和物体下表面距离水面的深度，测量工具需要弹簧测力计和刻度尺；
（2）①对比实验次序1和3可以得到物体的重力和弹簧测力计的拉力，两者之差就是受到的浮力；
②实验过程分两步：物体浸入水中到完全浸没；物体完全浸没在水中．弹簧测力计的示数变化可以从数据中得出；
（3）已知物体的底面积和高度，可以得到体积；物体完全浸没排开水的体积等于它的体积；已知物体的体积和容器的底面积，可以得到放入物体排开水的深度；已知水的密度和物体排开水的深度，利用P=ρgh可以得到水对容器底部增加的压强．

解答 解：（1）弹簧测力计测量拉力，物体底面到水面的距离需要使用刻度尺测量；
（2）①由实验次序1知，物体的重力为G=9N，实验次序3中弹簧测力计的拉力为F=6.6N，
所以此时受到的浮力为F浮=G-F=9N-6.6N=2.4N；
②分析表中数据、观察图象，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小；在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变；
（3）物体完全浸没时排开水的体积为V排=V0=S0h0=60cm2×12cm=720cm3，
排开水的深度为h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{1}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m，
增加的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa．
故答案为：（1）刻度尺；（2）①2.4； ②减小；不变；（3）900．

点评 探究F与h的关系时，在未浸没之前，有的同学错误的认为，浮力与深度有关，这种认识是片面的，因为忽视了深度变化引起排开液体体积的变化．

练习册系列答案
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101002.5504.2×1031.68×106
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