Question

【題目】田田在探究“浮力大小與哪些因素有關”．如圖,她將電子秤放在水平桌面上并調零,然后將薄壁柱形容器放到電子秤上,在容器中裝適量的水,用不吸水的細線系住重為5N的合金塊并掛在彈簧測力計上,再將合金塊緩慢浸入容器的水中,且始終不與杯底接觸,如圖甲、乙、丙．

（1）隨著合金塊逐漸浸入水中，它所受浮力大小遂漸______（選填“變大”、“變小”或“不變”），直到合金塊在水中浸沒后受到的浮力為______N.根據圖甲、乙、丙可得出合金塊在水中受到的浮力大小與______有關；

（2）田田另取一杯鹽水，用彈簧測力計吊著該合金塊浸沒于鹽水中（未觸底）．觀察到彈簧測力計示數為2.8N，由此初步得出:合金塊受到的浮力大小與______有關．

（3）根據實驗數據，計算出合金塊的密度為______kg/m3．

（4）①若彈簧測力計示數的變化量為ΔF，電子秤示數的變化量為△mg，從合金塊接觸水面到剛剛浸沒的過程中，Δmg______ΔF（選填“>”“<”或“=”）；

②同組的關關想不用彈簧測力計來測未知液體的密度，她將彈簧測力計換成不可伸長的細線，并將整個裝置放在升降臺上,合金塊下表面剛好與液面相平，如圖丁．讀出此時電子秤的示數為1.10kg，適當調節升降臺至該合金塊恰好浸沒，如圖戊．此時電子秤的示數變為1.26kg，則未知液體的密度為______kg/m3，若薄壁柱形容器的底面積為200cm2，長方體合金塊的底面積為50cm2，則升降臺上升的高度為______cm．

Answer 1

【答案】變大 2 排開液體的體積 液體密度 2500 = 800 3

【解析】

(1)[1]合金塊逐漸浸入水中，它排開水的體積逐漸變大，由知它所受浮力大小遂漸變大；

[2]由圖乙知合金塊在水中浸沒后，彈簧測力計的示數為3N,則合金塊受到的浮力為

[3]根據圖甲、乙、丙可知合金塊逐漸浸入水中的體積越大，彈簧測力計的示數越小，說明合金塊在水中受到的浮力變大，故可得出合金塊在水中受到的浮力大小與排開液體的體積有關；

(2)[4]由(1)知合金塊浸沒在水中受到的浮力為2N，合金塊浸沒在鹽水中受到的浮力為

說明合金塊受到的浮力大小與液體密度有關．

(3)[5]合金塊的質量

由(1)知合金塊浸沒在水中受到的浮力為

故

合金塊的密度為

(4)①[6]從合金塊接觸水面到剛剛浸沒的過程中，合金塊受到的浮力變大，彈簧測力計對合金塊的拉力減小，并且與彈簧測力計示數的減少量ΔF 相等，即

，

又水對合金塊的浮力與合金塊對水的壓力是一對相互作用力，這個壓力又大小不變的通過水與容器傳遞給電子秤，使電子秤示數發生變化，故

，

由以上知：

．

②[7]由題意知合金塊受到的浮力等于：

，

又因為

，

得

[8]因為合金塊受到的浮力為1.6N，則合金塊對液體的壓力為1.6N，即液體對容器底部的壓力增加了1.6N，由得，液面上升的距離為：

升降臺上升相當于合金塊下降，合金塊下降的同時水面會上升，又因為合金塊的底面積為，容器的底面積為，所以物體周圍的面積為

，

則合金塊下降的距離為水面上升距離的3倍，：即

．

故升降臺上升的高度為3cm．