Question

【題目】小明同學在探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系時，利用圓柱體做了如下圖所示的實驗：

（1）請在乙圖中畫出圓柱體所受浮力的示意圖。

（_______）

（2）你認為小明同學應該先做哪一步才是最合理的？______（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。

（3）已知甲乙丙丁四次測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4，為了得到結論，小明同學應該比較____________和____________的大小關系（用F1、F2、F3、F4表示）

（4）圖戊是圓柱體緩慢浸入水中時，彈簧測力計示數F隨圓柱體下表面距離水面距離h變化的關系圖像。由圖像可知：圓柱體的高度是______cm，且已知F3和F4的示數分別為1.5N、0.5N，則由此實驗可得出結論：浸在液體中的物體受到浮力，大小____________。

（5）該圓柱體的體積為________m3；圓柱體的密度________kg/m3。

Answer 1

【答案】 丁 F1-F2 F3-F4 5 等于排開液體所受重力 1×10-4 2×103

【解析】

（1）過圓柱體的重心沿豎直向上的方向畫一條有向線段，可以得到浮力的示意圖，如圖所示：

（2）為了減小誤差，需要先測量空小桶的重力，故先做圖丁的實驗是最合理的；

（3）由稱重法得到圓柱體受到的浮力：F浮= F1-F2，圓柱體排開液體的重力：G排=F3-F4，比較F浮和G排的大小關系，即比較F1-F2和F3-F4的大小關系；

（4）由圖戊可知，當h=0cm時，圓柱體在空氣中，彈簧測力計的示數是2N，圓柱體的重力為2N，當h=5cm時，圓柱體剛好浸沒水中，所以圓柱體的高度是5cm，此時彈簧測力計的示數是1N，圓柱體受到的浮力F浮= F1-F2=2N-1N=1N，已知F3和F4的示數分別為1.5N、0.5N，圓柱體排開水的重力G排=F3-F4=1.5N-0.5N=1N，可以得到F浮=G排，所以浸在液體中的物體受到浮力大小等于物體排開液體所受重力；

（5）該圓柱體的體積V=V排==1×10-4m3，圓柱體的密度=2×103kg/m3。