如图1.底面积为80cm2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.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．(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．如图1，底面积为80cm²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）

（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	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	9.0	7.8	6.6	5.4	4.2	3.0	1.8	1.8	1.8

①依据表中数据，在图2的方格纸中画出F与h关系的图象．
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．（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
③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．
（3）物体A在容器内浸没后与未放入前比较，水对容器底的压强增加了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按表格中的数据描点，如图所示：

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由实验次序3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；
（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）①见上图； ②减小；不变；③2.4；（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．

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	A．	一只鸡蛋的重力大约是0.5 N
	B．	一个人站立时，对地面的压强大约是500 Pa
	C．	把一只篮球从地面拿到讲桌上所做的功大约为2000 J
	D．	小轿车的功率大约为100 W

实验次数	动滑轮重G_动/N	物重G/N	钩码上升高度h/m	动力F/N	动力作用点移动距离s/m	滑轮组的机械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3	66.7%

	A．	水对小船的浮力小于水对铁球的浮力
	B．	水对小船所减小的浮力等于水对铁球的浮力
	C．	甲图容器对地面压强大于乙图容器对地面压强
	D．	乙图中水对容器底的压强小于甲图中水对容器底的压强

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