Question

【題目】小華用一個彈簧測力計、一個圓柱體、兩個底面積均為200cm2的薄壁燒杯（分別裝有一定量的酒精和水），對浸在液體中的物體所受的浮力進行探究，其中C、D分別是圓柱體剛好浸沒在酒精和水中的情況．如圖甲表示探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù)．（酒精密度為0.8×103kg/m3，g=l0N/kg）

（1）實驗中使用彈簧測力計測量拉力前，應將測力計處于________方向?qū)⒅羔樥{(diào)至“0”刻度線上．

（2）比較圖甲中A、B、C的數(shù)據(jù)，可以得出浮力的大小與________有關(guān)．

（3）如圖甲中D所示，圓柱體浸沒在水中所受的浮力是________N.

（4）如圖乙所示，完成實驗后，小華將燒杯中水倒出，將該圓柱體放在燒杯底部，然后向燒杯倒入另一種液體，圓柱體受到的浮力F浮與容器內(nèi)液體的深度關(guān)系如圖丙所示，圓柱體始終處于沉底狀態(tài)，則該圓柱體的底面積為______m2；未倒液體前圓柱體對容器底部的壓強為_______Pa，液體的密度為________kg/m3.

（5）由圖甲中A到C的過程中，圓柱體的重力做功是________J．

Answer 1

【答案】豎直 物體排開液體的體積 4 5×10-3 1.2×103 1.15×103 0.36

【解析】

第一空．使用彈簧測力計測量拉力前，將測力計處于豎直方向，需要將指針調(diào)到零刻度線；

第二空．分析A、B、C可知：液體均為酒精，探究過程中控制了液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浮力和物體排開液體體積有關(guān)；

第三空．圖A中彈簧測力計的示數(shù)為6N，物體的重力為6N，圖甲D中，彈簧測力計的示數(shù)為2N，圓柱體浸沒在水中所受的浮力

F浮=G-F=6N-2N=4N；

第四空．根據(jù)阿基米德原理得到圓柱體的體積

V=V排==4×10-4m3，

由圖丙可知，容器內(nèi)水的深度為8cm時，圓柱體受到的浮力為4.6N，浮力不變，說明圓柱體全部浸入液體中，圓柱體的高度是8cm，圓柱體排開液體的體積等于圓柱體的體積，圓柱體的底面積

S==5×10-3m2；

第五空．未倒液體前圓柱體對容器底部的壓強

p==1.2×103Pa；

第六空．根據(jù)阿基米德原理得到液體的密度

ρ液==1.15×103kg/m3。

第七空．由圖甲中A到C的過程中，圓柱體排開酒精的體積V排酒=V=4×10-4m3=400cm3，圓柱體全部浸入酒精中，酒精上升的高度

Δh==2cm，

圓柱體下降的距離

h1=h-Δh=8cm-2cm=6cm，

圓柱體的重力做功

W=Gh1=6N×0.06m=0.36J。