Question

【題目】小明在家用操作方便、精確度高的電子秤和一塊石塊探究影響浮力大小的因素∶

(1)他將攪勻的糖水裝入柱形杯中，置于電子秤上，如圖甲所示；

(2)用體積不計(jì)的細(xì)繩系好石塊，緩慢沒(méi)入糖水中直至剛好浸沒(méi)（如圖乙所示）。電子秤示數(shù)逐漸增大，則在此過(guò)程中。糖水對(duì)杯底的壓力____________（ 選填“逐漸增大”“保持不變”或“逐漸減小”）。在如圖乙所示的位置，石塊所受浮力的大小為__________（g取10N/kg）；

(3)他將石塊沉入杯底。松開(kāi)細(xì)繩，電子秤示數(shù)如圖丙所示，則石塊的密度是糖水密度的____倍；

(4)完成探究報(bào)告后，他將石塊從糖水中緩慢提升。細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)∶在石塊離開(kāi)杯底至露出液面前，電子秤的示數(shù)一直減小。這說(shuō)明石塊在放置一段時(shí)間的糖水中受到的浮力大小與浸設(shè)深度_________（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”），造成這個(gè)結(jié)果的主要原因可能是∶ ________________。

Answer 1

【答案】逐漸增大 0.214N 2.5 有關(guān) 放置一段時(shí)間后，糖水的密度分布不均勻

【解析】

(2)[1]在石塊緩慢沒(méi)入糖水中直至剛好浸沒(méi)的過(guò)程中，排開(kāi)液體的體積逐漸增大，故排開(kāi)的液體重量逐漸增大，液位逐漸升高，則糖水對(duì)杯底的壓強(qiáng)與壓力逐漸增大。

[2]在如圖乙所示的位置，石塊剛好浸沒(méi)在液體中，其所受浮力等于排開(kāi)的液體重力，電子秤示數(shù)變化量即為石塊排開(kāi)的液體質(zhì)量，為

m=421.4g-400.0g=21.4g

則石塊所受浮力的大小為

F=mg=0.0214kg10N/kg=0.214N

(3)[3]石塊沉入杯底后，可知石塊的質(zhì)量為

m石=453.5g-400.0g=53.5g

由液體壓強(qiáng)公式可得

而由密度公式可知

則

(4)[4][5]說(shuō)明石塊在放置一段時(shí)間的糖水中受到的浮力大小與浸設(shè)深度有關(guān)，造成這個(gè)結(jié)果的主要原因可能是放置一段時(shí)間后，糖水的密度分布不均勻。