Question

【題目】如圖，底面積為80cm2的圓筒形容器內(nèi)裝有適量的水，放在水平桌面上；底面積為60cm2。高為12cm 的實(shí)心圓柱形物體A用細(xì)線拴好并懸掛在彈簧測力計(jì)下。小王要探究圓柱形物體A逐漸浸入圓筒形容器內(nèi)的水中時(shí)（水沒有溢出容器），彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系。（不計(jì)細(xì)線重，g取10N /k g）

（1）除圖中的器材外，還需要的測量工具是_____________。

（2）小王從圓柱體接觸水面至接觸容器底之前，分別記下h和F，并將測量的結(jié)果填寫在下面的表格中。

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	9.0	7.8	6.6	5.4	4.2	3.0	1.8	1.8

① 依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖的方格紙中畫出F與h關(guān)系的圖象。

（____________）

② 分析表中數(shù)據(jù)、觀察圖象，可以得出：在物體A沒有浸沒之前，當(dāng)h增大時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；說明浮力的大小與___________有關(guān)。

③ 分析表中數(shù)據(jù)、觀察圖象，可以得出：在物體A浸沒后，當(dāng)增大h時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；說明浮力的大小與______________無關(guān)。

④ 從表格中可知：在做次序3的實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體A受到的浮力為______________。

（3）物體A在容器內(nèi)浸沒后與未放入物體A前比較，水對容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了____ Pa。

Answer 1

【答案】刻度尺 見解析所示 減小 物體排開（浸入）液體的體積 不變 浸沒深度 2.4 900Pa

【解析】

（1）該實(shí)驗(yàn)要探究物體A物浸入水中時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系，所以除圖中的彈簧測力計(jì)外，還需要刻度尺測量距離。

（2）① 分別描出（0，9）（2，7.8）（4，6.6）（6，5.4）（8，4.2）（10，3.0）（12，1.8）（14，1.8）各點(diǎn)，并用平滑的線條連接。如圖

②物體浸入水中的深度增大，即物體排開（浸入）液體的體積增大。由圖像及表中數(shù)據(jù)可知，在物體A沒有浸沒之前（浸入深度為12cm之前），當(dāng)h增大時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)減�。晃矬w在逐漸下沉過程中，可看作是靜止的，受到重力G、彈簧測力計(jì)的拉力F、浮力F浮三個(gè)力作用，所以G=F+F浮。由等式可知，物體重力不變，當(dāng)拉力減小時(shí)，說明浮力在增大。即浮力的大小與物體排開（浸入）液體的體積有關(guān)。

③由圖像及表中數(shù)據(jù)可知，在物體A浸沒（浸入深度大于等于12cm）后，當(dāng)h增大時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變；由G=F+F浮可知，物體重力、拉力不變，則浮力也不變。說明浮力的大小與物體浸沒在水中的深度無關(guān)。

④由圖像及表中數(shù)據(jù)可知，物體重力G=9N，次序3的彈簧測力計(jì)示數(shù)F=6.6N，則物體所受浮力F浮=G-F=9N-6.6N=2.4N。

（3）由圖像及表中數(shù)據(jù)可知，物體重力G=9N，浸沒后彈簧測力計(jì)示數(shù)F=1.8N，則物體浸沒后所受浮力F浮=G-F=9N-1.8N=7.2N；物體浸沒后與未放入物體前相比，容器中總體積增加了，增加的體積△V=VA=V排=；因容器底面積S= 80cm2=0.008m2，所以物體浸沒后容器中水面上升高度為△h===0.09m；所以物體A在容器內(nèi)浸沒后與未放入物體A前比較，水對容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加量為△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa。