Question

【題目】小陳同學(xué)在老師的指導(dǎo)下完成了以下實(shí)驗(yàn)：

①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一個(gè)帶蓋子的空玻璃瓶的重力，如圖甲所示；

②用手拿著這個(gè)蓋緊瓶蓋的空玻璃瓶浸沒在水中，放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上�。�

③將一個(gè)鐵塊裝入玻璃瓶并蓋緊蓋子，放入水中放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，保持玻璃瓶豎直，然后從圖乙所示位置慢慢浸入水中，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與玻璃瓶下表面浸入水中深度h的關(guān)系圖象如圖丙所示。

（1）裝有鐵塊的玻璃瓶全部浸沒在水中時(shí)受到的浮力是_____N。

（2）BC段說明物體受到的浮力大小與浸沒的深度_____（選填“有關(guān)”、“無關(guān)）。

（3）在第②操作步驟中空玻璃瓶浸沒在水中時(shí)受到的浮力為_____N。

（4）小陳認(rèn)真分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn)，物體的沉浮與物體的重力和所受浮力有關(guān)，其中上浮的條件是_____。

（5）若圓柱形容器的底面積為100cm2，在乙圖中，當(dāng)玻璃瓶浸沒后，水又對(duì)容器底的壓強(qiáng)增加了_____Pa。

（6）細(xì)心的小陳同學(xué)發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上還標(biāo)有100ml的字樣，于是在裝有鐵塊的玻璃瓶內(nèi)裝滿水并蓋上瓶蓋，再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出總重力，如圖丁所示，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3.1N，根據(jù)以上數(shù)據(jù)他算出了鐵塊的密度為_____kg/m3。

Answer 1

【答案】1.6 無關(guān) 1.6 F浮＞G 160 8×103

【解析】

（1）分析圖象，由根據(jù)F浮＝G﹣F求浮力大�。�

（2）根據(jù)圖象分析，浸沒后浮力不變；

（3）根據(jù)浮力大小的影響因素分析解答；

（4）根據(jù)浮沉條件解答；

（5）由阿基米德原理計(jì)算瓶子浸入水中體積，從而得出液面上升的高度，可計(jì)算壓強(qiáng)的增加量；

（6）由圖甲知，瓶子重力，從而計(jì)算鐵塊重力，計(jì)算出瓶中加入水的重力，由密度公式可得加入水的體積，從而得到鐵塊體積，由密度公式計(jì)算鐵塊的密度大小。

（1）分析圖象知，當(dāng)瓶子浸入深度為0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為瓶子和鐵塊的總重力，即G=2.2N；當(dāng)瓶子浸入深度達(dá)到6cm后彈簧測(cè)力計(jì)不再減小，說明瓶子浸沒在水中，示數(shù)為0.6N，浮力：；

（2）從BC段瓶子受到的彈簧測(cè)力計(jì)拉力不變可知，瓶子受到的浮力不變，說明物體受到的浮力大小與浸沒的深度無關(guān)；

（3）浮力的大小與液體密度和物體浸入液體的體積有關(guān)，空玻璃瓶浸沒在水中與裝有鐵塊的瓶子浸沒在水中時(shí)浸入水中體積相等，所以受到的浮力相等，都為1.6N；

（4）當(dāng)浮力大于重力時(shí)，物體上浮，即物體上浮的條件F浮＞G；

（5）由阿基米德原理可得，當(dāng)玻璃瓶浸沒后，瓶子排開水中體積：

，

容器中水面上升體積與V排相等，即：，所以容器中水面上升高度：

，

所以水又對(duì)容器底的壓強(qiáng)增加了：

；

（6）由圖甲知，空瓶的重力1.4N，瓶子和鐵塊的總重力2.2N，鐵塊重力：

，

由題知，圖丁中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，即瓶子、水和鐵塊的總重力：G總=3.1N，所以裝入水的重力：，

裝入水的體積：，

則鐵塊的體積：，

所以鐵塊密度：。