Question

【題目】小冉在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，用到如下器材：分度值為0.1N的彈簧測力計，底面積為5cm2、高度為6cm的實心圓柱體銅塊，相同的大燒杯若干，水，密度未知的某種液體，細(xì)線等。

（1）小冉進(jìn)行了如圖所示的實驗：A步驟所示彈簧測力計的示數(shù)為________N；用彈簧測力計掛著銅塊緩慢地浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在下表中：

（2）在實驗步驟B中銅塊所受浮力F浮=________N。

（3）分析實驗步驟A、B、C、D，可以說明浮力大小跟________________有關(guān)；分析實驗步驟A、E、F，可以說明浮力大小跟________________有關(guān)。

（4）小冉用表格中的數(shù)據(jù)算出了某種液體的密度是________kg/m3（結(jié)果保留一位小數(shù)），還算出了步驟B中銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)是________Pa，并發(fā)現(xiàn)步驟B、C、D中銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)隨著深度的增加逐漸________（選填“增大”或“減小”）。

（5）小冉在步驟B的基礎(chǔ)上繼續(xù)探究：保持銅塊下表面所處的位置不變，把彈簧測力計的拉環(huán)固定在鐵架臺上，緩慢向燒杯內(nèi)加水，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)逐漸________（選填“增大”或“減小”）；當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時（水未溢出），燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加了________Pa。（已知在一定范圍內(nèi)，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm）

Answer 1

【答案】 2.7 0.1 排開液體的體積 液體密度 1.3×103 V200 增大 減小 420

【解析】（1）測力計的分度值為0.1N，由指針位置可知，A步驟所示彈簧測力計的示數(shù)為2.7N；

（2）由表格數(shù)據(jù)可知，在實驗步驟B中拉力為2.6N，則步驟B中銅塊所受浮力F浮=G-F拉=2.7N-2.6N=0.1N，

由A、B、C、D所示實驗可知物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可知：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．

由A、E、F，實驗可知，物體排開液體體積相同而液體密度不同，物體受到的浮力不同，這說明物體排開相同體積的液體時，所受浮力大小根液體密度有關(guān)．

（3）V=5cm2×6cm=30cm3=3×10-5m3，浸沒時，V排=V，

在F圖中，F浮′=G-F′拉=2.7N-2.3N=0.4N，

由F浮=ρ液gV排可得： 由浮力產(chǎn)生的原因可知，驟B中銅塊下表面受到水的壓力F=F浮=0.1N．

下表面受到水的壓強(qiáng)，

由B、C、D中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)拉逐漸減小，根據(jù)F浮=G-F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的壓力增大，受力面積不變，由可知，p逐漸增大，即銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)隨著深度的增加逐漸增大；

（5）緩慢向燒杯內(nèi)加水，排開水的體積增大，根據(jù)F浮=G-F拉可知，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小；

由F浮=ρ液gV排可得： ，

此時銅塊浸入水的深度： ，

由此當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時（水未溢出），所加水的深度，h=6cm-2cm=4cm=0.04m，

燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加了p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa，

但由于在一定范圍內(nèi)，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm，因此，當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時（水未溢出），此時拉力減小0.2N，則彈簧的長度縮短0.2cm=0.002m，因此還應(yīng)該倒入0.002m高度的水，故p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa，因此燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加值△p=p1+p2=400Pa+20Pa=420Pa．

故答案為：（1）2.7；（2）0.1；（3）排開液體的體積；液體的密度；（4）1.3×103；200；增大；（5）減小；420．