Question

5．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；實(shí)心圓柱形物體A用細(xì)線拴好并懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下．緩慢下放物體A，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(cè)量的結(jié)果填寫在表格中．（不計(jì)細(xì)線重，整個(gè)過(guò)程沒有水溢出，g取10N/kg）．

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	1.8

（1）求物塊A的重力；
（2）求物塊A的體積；
（3）物體A在容器內(nèi)浸沒后與未放入物體A前比較，水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了多少Pa？

Answer 1

分析 （1）物體A沒有浸入水中時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是物體的重力；
（2）物體完全浸沒時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化，由表格數(shù)據(jù)計(jì)算出物體受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出物體A的體積；
（3）已知物體的底面積和高度，可以得到體積；物體完全浸沒排開水的體積等于它的體積；已知物體的體積和容器的底面積，可以得到放入物體排開水的深度；已知水的密度和物體排開水的深度，利用p=ρgh可以得到水對(duì)容器底部增加的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，物體沒有浸入水中時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是物體的重力大小，即G=9N；
（2）完全浸沒時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化，由表中數(shù)據(jù)可知，物體A受到的浮力：
F_浮=G-F_拉=9N-1.8N=7.2N；
由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排得，
物體A的體積：
V_A=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$$\frac{7.2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=7.2×10^-4m³；
（3）物體A的底面積：S=80cm³=8×10^-3m³；
物體完全浸沒時(shí)排開水的深度為：h=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{7.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=0.09m，
增加的壓強(qiáng)為p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900Pa．
答：（1）求物塊A的重力為9N；
（2）求物塊A的體積為7.2×10^-4m³；
（3）物體A在容器內(nèi)浸沒后與未放入物體A前比較，水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了900Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)探究F與h的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了利用視重法和阿基米德原理求浮力，以及液體壓強(qiáng)變化的計(jì)算等知識(shí)，要注意物體浸沒液體深度變化引起排開液體體積的變化．