Question

5．如圖1，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(cè)力計(jì)下．小王要探究圓柱形物體A逐漸浸人圓筒形容器內(nèi)的水中時(shí)（水沒(méi)有溢出容器），彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱形物體A如表面離水面的距離h的關(guān)系．（不計(jì)細(xì)線重，g取10N/kg） 
（1）除圖中的器材外，還需要的測(cè)量工具是彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺．
（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(cè)量的結(jié)果填寫(xiě)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	1.8

①依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2中的方格紙中畫(huà)出F與h關(guān)系的圖象．
②分析表中數(shù)據(jù)、觀察圖象，可以得出結(jié)論：在物體A沒(méi)有浸沒(méi)之前，當(dāng)h增大時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F減��；在物體A浸沒(méi)后，當(dāng)增大h時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F不變．（均選填“增大”、“減小”或“不變”）
③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2.4N．
（3）物體A在容器內(nèi)浸沒(méi)后與未放人物體A前比較，水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了900Pa．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯繌椈蓽y(cè)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，需要測(cè)量的物理量是拉力和物體下表面距離水面的深度，測(cè)量工具需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)圖象時(shí)，先要確定橫軸和縱軸代表的物理量，然后根據(jù)數(shù)值確定標(biāo)度，最后描點(diǎn)連線做出圖象；
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程分兩步：當(dāng)h＜12cm時(shí)，物體浸入水中到完全浸沒(méi)；當(dāng)h＞12cm時(shí)，物體完全浸沒(méi)在水中．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化可以從數(shù)據(jù)中得出浮力變化；
③對(duì)比實(shí)驗(yàn)次序1和3可以得到物體的重力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，兩者之差就是受到的浮力

解答 解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力，物體底面到水面的距離需要使用刻度尺測(cè)量；
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖象如下：

②分析圖象，可以得出結(jié)論：當(dāng)h＜12cm時(shí)，即在物體A沒(méi)有浸沒(méi)之前，當(dāng)h增大時(shí)，物體受到的浮力變大；當(dāng)h＞12cm時(shí)，即在物體A浸沒(méi)后，當(dāng)增大h時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F不變；即圓柱形物體A受到的浮力不再變化；
③由實(shí)驗(yàn)次序1知，物體的重力為G=9N，實(shí)驗(yàn)次序3中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為F=6.6N，
所以此時(shí)受到的浮力為F_浮=G-F=9N-6.6N=2.4N；
（3）物體A在容器內(nèi)浸沒(méi)后與未放人物體A前比較，水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加：
△h=$\frac{V}{{S}_{容}}$=$\frac{{S}_{A}×{h}_{A}}{{S}_{容}}$=$\frac{60c{m}^{2}×12cm}{80c{m}^{2}}$=9cm；
△p=ρ_水g△h=1×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900pa．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺；（2）①F與h圖象關(guān)系如上圖所示；②減�。徊蛔�；③2.4；（3）900．

點(diǎn)評(píng) 本題考查浮力與深度的關(guān)系，在探究F與h的關(guān)系時(shí)，在未浸沒(méi)之前，浮力與深度有關(guān)，浸沒(méi)后無(wú)關(guān)，注意深度變化引起排開(kāi)液體體積的變化．