Question

2．如圖甲，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（ 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（ 用刻度尺測量h），不計(jì)細(xì)線重，g取10N/kg．

（1）小王從圓柱形物體A接觸水面至接觸容器底之前，分別記下多組F、h，并將測量的結(jié)果填寫在實(shí)驗(yàn)表格中，依據(jù)實(shí)驗(yàn)表中數(shù)據(jù)，在圖乙中的方格紙中畫出了F與h 關(guān)系的圖象．
①由圖乙可知，物體A 受到的重力為9 N，物體A的密度1.25g/cm³．
②觀察圖乙，可以得出結(jié)論：在物體A沒有浸沒之前，當(dāng)h 增大時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F減小 （ 選填“增大”或“減小”或“不變”）； 在物體A 浸沒后，當(dāng)增大h時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F不變（ 選填“增大”或“減小”或“不變”）． 由此可知完全浸沒在液體中的物體所受浮力與浸入深度無關(guān)  （ 選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
③由圖乙可知：當(dāng)h 等于10cm時，物體A受到的浮力為6 N．
（2）物體A完全浸沒水里時，水面上升的高度是9 cm．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900Pa．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖象知道在未浸沒之前，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為物體重力；已知物體的底面積和高度，可以得到體積；根據(jù)G=mg=ρVg即可求出物體密度；
②實(shí)驗(yàn)過程分兩步：物體浸入水中到完全浸沒；物體完全浸沒在水中．彈簧測力計(jì)的示數(shù)變化可以從數(shù)據(jù)中得出，從而得出物體完全浸沒時浮力與深度的關(guān)系；
③當(dāng)h等于10cm時彈簧測力計(jì)的拉力，兩者之差就是受到的浮力；
（2）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可以得到水對容器底部增加的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）①分析圖象數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在物體A沒有浸沒之前，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為9N，即物體重力為9N；
物體完全浸沒時排開水的體積為V_排=V_A=S_Ah_A=60cm²×12cm=720cm³；
由G=mg=ρVg得：
物體A的密度ρ_A=$\frac{{G}_{A}}{{V}_{A}g}$=$\frac{9N}{7.2×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.25×10³kg/m³．
②由圖乙可以得出結(jié)論：在物體A沒有浸沒之前，當(dāng)h增大時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F減�。�
在物體A浸沒后，當(dāng)增大h時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F不變，則可知浸沒在液體中的物體所受浮力與浸入深度無關(guān)．
③由圖象乙可知：當(dāng)h等于10cm時，彈簧測力計(jì)的拉力為F=3N，所以此時受到的浮力為F_浮=G-F=9N-3N=6N；
（2）物體A排開水的深度為h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{1}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m；
增加的壓強(qiáng)為p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900Pa．
故答案為：（1）①9；1.25；②減小；不變；無關(guān)；③6；（2）9；900．

點(diǎn)評 探究F與h的關(guān)系時，在未浸沒之前，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為物體重力，有的同學(xué)錯誤的認(rèn)為，浮力與深度有關(guān)，這種認(rèn)識是片面的，因?yàn)楹鲆暳松疃茸兓�引起排開液體體積的變化．