Question

【題目】在探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)中，雷老師設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。用測力計(jì)懸掛高H=10cm的均勻?qū)嵭蔫F圓柱體，讀出測力計(jì)的示數(shù)F1，然后將圓柱體放入裝有適量水的足夠高的柱形容器中，如圖甲所示，穩(wěn)定后讀出此時測力計(jì)的示數(shù)F2，計(jì)算出圓柱體所受浮力為F浮；逐步改變圓柱體下表面浸入液體的深度h，并用刻度尺測出圓柱體每次實(shí)驗(yàn)浸入水中前、后的液面深度，計(jì)算出水對容器底部的壓強(qiáng)增加量，并將測量結(jié)果填入了圖乙的表格中，在實(shí)驗(yàn)的過程中，圓柱體始終保持豎直：

序號	h/m	/Pa	F浮/N
1	0.02	100	2
2	0.03	150	3
3	0.04	200	4
4	0.05	250	5
5	0.10	500	10
6	0.12	500	10
7	0.20	500	14

(1)在實(shí)驗(yàn)的過程中圓柱體所受浮力的計(jì)算式：F浮=__________（用題中的字母表示）；

(2)小欣對表中實(shí)驗(yàn)1至6六組數(shù)據(jù)分析得出：浸在液體中的物體受到的浮力與物體__________有關(guān)；

(3)小欣同學(xué)對5、6兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)：在同種液體內(nèi)，物體所受浮力的大小與浸沒的深度無關(guān)；但第7組的數(shù)據(jù)中浮力卻變大了，你認(rèn)為造成第7組數(shù)據(jù)中所測浮力變大的原因可能是_______；

(4)小欣將柱形容器中的水換成酒精，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，在1至5次實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)圓柱體下表面浸入水中和酒精中的深度h相同時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)均變大了，由此說明：浸在液體中的物體受到的浮力還與_____有關(guān)。小欣通過多次實(shí)驗(yàn)，還進(jìn)一步驗(yàn)證了阿基米德原理；

(5)將盛水的柱形容器換成與柱形容器底面積相同的足夠高的梯形容器，如圖丙所示，再將鐵圓柱體按上述操作重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請你預(yù)測當(dāng)h=0.06m時，_____300Pa（選填“大于”、“小于”或“等于”），此時圓柱體所受浮力F浮=______N；

(6)將與柱形容器底面積相同的梯形容器中盛入等深的密度未知的某種液體，再將鐵圓柱體按上述操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)h=0.06m時，根據(jù)測力計(jì)的示數(shù)計(jì)算出柱體所受的浮力為7.8N，則未知液體的密度ρx=______kg/m3；若在進(jìn)行這次實(shí)驗(yàn)時彈簧測力計(jì)的指針指在0.1N的位置未調(diào)零就開始實(shí)驗(yàn)，則測量的液體的密度_______（選填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】 下表面浸入液體的深度 容器底部對圓柱體有一個豎直向上的力 密度 小于 6 無影響

【解析】

(1)[1]由題意可知，在實(shí)驗(yàn)的過程中圓柱體處于平衡狀態(tài)，受到重力、浮力、彈簧測力計(jì)的拉力作用而平衡，可得到關(guān)系式

解得

(2)[2]從表中數(shù)據(jù)可以看到，隨著圓柱體下表面浸入液體的深度的增加，浸在液體中的物體受到的浮力也在變大，可知道浸在液體中的物體受到的浮力與物體下表面浸入液體的深度有關(guān)。

(3)[3]所測浮力變大，根據(jù)可知，大小不變，則變小，根據(jù)受力平衡，在豎直向上方向上多了一個力，這表明圓柱體接觸到了容器底部，容器底部對它有一個豎直向上的力。

(4)[4]水和酒精是兩種不同的物質(zhì)，密度不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)均變大了，測力計(jì)的示數(shù)不同，那么受到的浮力大小也不同，這說明了浸在液體中的物體受到的浮力還與密度有關(guān)。

(5)[5]由題意可知

在柱形容器中時，當(dāng)h=0.06m，水對容器底部的壓強(qiáng)增加量

以上兩式相比可得到；當(dāng)h=0.06m相同時，鐵圓柱體排開水的體積在兩種容器中是相同的，但是梯形容器水面上升的高度較小，根據(jù)可知，較小，即

[6]由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)浮力是10N時，鐵圓柱體完全浸沒在水中，可得到

解得；當(dāng)h=0.06m時，圓柱體所受浮力

此時圓柱體所受浮力是6N。

(6)[7]當(dāng)h=0.06m時，可得到關(guān)系式

求得。

[8]由于

指針指在0.1N的位置未調(diào)零就開始實(shí)驗(yàn)，那么、會偏大，但是兩者相減后，大小是正常值，那么測量的液體的密度是正常值。