Question

【題目】某小組同學(xué)在“探究物體在液體中所受向上的力與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測力計(jì)拉著一個圓柱體，測力計(jì)示數(shù)為F0。現(xiàn)將圓柱體懸空放置在一個燒杯中，倒入液體A，圓柱體的下表面到液面的深度為h，記錄下此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F以及F0和F的差為△F。接著，將液體A替換為液體B，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如下表一、二所示。

表一 液體A（ρA＝1.0×103千克/米3）

實(shí)驗(yàn)序號	h（厘米）	F（牛）	△F（牛）
1	3	8.5	1.5
2	6	7	3
3	9	5.5	4.5
4	12	5	5

表二　液體B（ρB＝0.8×103千克/米3）

實(shí)驗(yàn)序號	h（厘米）	F（牛）	△F（牛）
5	3	8.5	1.2
6	6	7.6	2.4
7	9	6.4	3.6
8	12	6	4

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中，_____。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較△F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中，_____。

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號1與5或2與6或3與7的數(shù)據(jù)，分析比較△F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是_____。

④本實(shí)驗(yàn)中，圓柱體的重力為_____牛，高度為_____厘米。

Answer 1

【答案】彈簧測力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體的下表面到液面的深度增大而減小 △F與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比 同一物體在不同液體中，圓柱體的下表面到液面的深度h不變時，液體密度ρ越大，△F越大 10.0 10.0

【解析】

第一空．根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系為：同一物體在同種液體中，彈簧測力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體的下表面到液面的深度增大而減小。

第二空．比較序號1與2與3或序號5與6與7的數(shù)據(jù)可知，圓柱體的下表面到液面的深度h為原來的幾倍，△F也為原來的幾倍。可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中，△F與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比。

第三空．ρA＞ρB，根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號1與5或2與6或3與7的數(shù)據(jù)，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在不同液體中，圓柱體的下表面到液面的深度h不變時，液體密度ρ越大，△F越大。

第四空．測力計(jì)示數(shù)F0即為圓柱體重力G，圓柱體浸入液體中測力計(jì)的示數(shù)為F，根據(jù)稱重法測浮力，△F= F0-F即為圓柱體受到的浮力，故本實(shí)驗(yàn)中，圓柱體的重力為：

G＝F0=△F+F＝1.5N+8.5N＝10.0N。

第五空．由②可知，同一物體在同種液體中，△F與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比，但序號4與8實(shí)驗(yàn)不符合這個規(guī)律。根據(jù)阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，在物體沒有浸沒時，F浮＝ρ液gSh，受到的浮力與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比；在物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力與深度無關(guān)。說明序號4與8實(shí)驗(yàn)這兩種情況下，圓柱體已浸沒在液體中了，由阿基米德原理，1、4兩次實(shí)驗(yàn)圓柱體受到的浮力之比為：

，

即：

則圓柱體高度h＝=10cm。