Question

【題目】小明很善于思考，小明想：浮力是液體對物體向上的托力，而物體間力的作用是相互的，所以物體對液體一定有向下的壓力，那么浮力的大小和物體對液體壓力的大小有什么關系呢？

（1）如圖所示，小明和小紅利用燒杯、水、天平、合金圓柱體、細線和彈簧測力計，進行了如下探究：

①在燒杯中盛適量水，用天平測出燒杯和水的總質量m1；

②用彈簧測力計測出圓柱體的重力G；

③如圖所示，將圓柱體部分浸入燒杯的水中，靜止在某一深度，記下彈簧測力計的示數 F，則圓柱體所受水的浮力為 （用彈簧測力計所測得的量來表示）；此時向天平的右盤加上適量的砝碼，使天平重新平衡，記下天平的讀數m2，則圓柱體對水的壓力為 （用天平所測得的量來表示）．

（2）下表為小明和小紅記錄的實驗數據：（表中h2＞h1）

①通過分析表格中的數據，可以知道：圓柱體浸沒在水中所受的浮力為 N，圓柱體對水的壓力為 N．

②通過分析表格中的數據，可以得出：浮力的大小 （選填“大于”、“小于”或“等于”）物體對液體壓力的大小；此外他們還發現：物體浸沒前浮力與浸入的深度有關。除此以外，你還能發現什么規律 。

③由表格中的數據可知，該圓柱體的密度為 kg/m3．

Answer 1

【答案】（1）G-F；（m2 -m1 ）g；（2）①0.4；0.4；②等于；有關；物體浸沒后浮力與浸入的深度無關；③6.5×103

【解析】

試題分析：（1）彈簧測力計在空中和水中的讀數之差等于浮力，即浮力為：F浮=G-F；物體對液體的壓力等于增加砝碼的重力，F壓=（m2 -m1）g．

（2）①圓柱體浸沒在水中，應取第二、三兩組數據：浮力F浮 =2.6N-2.2N=0.4N；物體對液體的壓力F壓 =（m2 -m1）g=（0.22kg-0.18kg）×10N/kg=0.4N；∴F浮=F壓

②由一、二組數據可得：一組浮力0.2N，二組浮力0.4N，但二組圓柱體深度大于一組，說明物體浸沒前浮力與浸入的深度有關；由二、三組數據可得：二組浮力0.4N，三組浮力0.4N，但三組圓柱體深度大于二組，說明物體浸沒后浮力與浸入的深度無關．

③二、三組數據看出物體已浸沒水中，F浮=ρ水gV排 ，∴圓柱體體積V=V排=F浮ρ水g，圓柱體的質量m=G/g

因此圓柱體的密度：ρ=m/V=G/g×ρ水g/F浮=Gρ水/F浮=2.6N×1×103kg/m3/0.4N=6.5×103 kg/m3