Question

【題目】小冉在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，用到如下器材：分度值為0.1N的彈簧測力計(jì)，底面積為5cm2、高度為6cm的實(shí)心圓柱體銅塊，相同的大燒杯若干，水，密度未知的某種液體，細(xì)線等．

（1）小冉進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：A步驟所示彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N；用彈簧測力計(jì)掛著銅塊緩慢地浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在表中：

實(shí)驗(yàn)步驟	B	C	D	E	F
彈簧測力計(jì)示數(shù)/N	2.6	2.5	2.4	2.4	2.3

（2）在實(shí)驗(yàn)步驟B中銅塊所受浮力F浮=N．
（3）分析實(shí)驗(yàn)步驟A、B、C、D，可以說明浮力大小跟有關(guān)；分析實(shí)驗(yàn)步驟A、E、F，可以說明浮力大小跟有關(guān)．
（4）小冉用表格中的數(shù)據(jù)算出了某種液體的密度是kg/m3（結(jié)果保留一位小數(shù)），還算出了步驟B中銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)是Pa，并發(fā)現(xiàn)步驟B、C、D中銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)隨著深度的增加逐漸（選填“增大”或“減小”）．
（5）小冉在步驟B的基礎(chǔ)上繼續(xù)探究：保持銅塊下表面所處的位置不變，把彈簧測力計(jì)的拉環(huán)固定在鐵架臺(tái)上，緩慢向燒杯內(nèi)加水，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)逐漸（選填“增大”或“減小”）；當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時(shí)（水未溢出），燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加了Pa．（已知在一定范圍內(nèi)，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm）

Answer 1

【答案】
（1）2.7
（2）0.1
（3）排開液體的體積；液體的密度
（4）1.3×103；200；增大
（5）減��；420
【解析】解：（1）測力計(jì)的分度值為0.1N，由指針位置可知，A步驟所示彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.7N；（2）由表格數(shù)據(jù)可知，在實(shí)驗(yàn)步驟B中拉力為2.6N，則步驟B中銅塊所受浮力F浮=G﹣F拉=2.7N﹣2.6N=0.1N，
由A、B、C、D所示實(shí)驗(yàn)可知物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可知：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．
由A、E、F，實(shí)驗(yàn)可知，物體排開液體體積相同而液體密度不同，物體受到的浮力不同，這說明物體排開相同體積的液體時(shí)，所受浮力大小根液體密度有關(guān)．（3）V=5cm2×6cm=30cm3=3×10﹣5m3 ， 浸沒時(shí)，V排=V，
在F圖中，F(xiàn)浮′=G﹣F′拉=2.7N﹣2.3N=0.4N，
由F浮=ρ液gV排可得：
ρ液= = ≈1.3×103kg/m3
由浮力產(chǎn)生的原因可知，驟B中銅塊下表面受到水的壓力F=F浮=0.1N．
下表面受到水的壓強(qiáng)p= = =200Pa，
由B、C、D中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)拉逐漸減小，根據(jù)F浮=G﹣F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的壓力增大，受力面積不變，由p= 可知，p逐漸增大，即銅塊下表面受到水的壓強(qiáng)隨著深度的增加逐漸增大；（5）緩慢向燒杯內(nèi)加水，排開水的體積增大，根據(jù)F浮=G﹣F拉可知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)逐漸減��；
由F浮=ρ液gV排可得：
V排= = =1×10﹣5m3 ，
此時(shí)銅塊浸入水的深度：
h1= = =0.02m=2cm，
由此當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時(shí)（水未溢出），所加水的深度，h=6cm﹣2cm=4cm=0.04m，
燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加了p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa，
但由于在一定范圍內(nèi)，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm，因此
當(dāng)所加水使銅塊剛好浸沒時(shí)（水未溢出），此時(shí)拉力減小0.2N，則彈簧的長度縮短0.2cm=0.002m，因此還應(yīng)該倒入0.002m高度的水，
故p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa，
因此燒杯底部受到水的壓強(qiáng)增加值△p=p1+p2=400Pa+20Pa=420Pa．
所以答案是：（1）2.7；（2）0.1；（3）排開液體的體積；液體的密度；（4）1.3×103；200；增大；（5）減��；420．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識，掌握浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)．