Question

【題目】多多學習了浮力知識后進一步思考，浮力是液體對物體向上的托力，而物體間力的作用是相互的，所以物體對液體一定有向下的壓力，那么浮力的大小與物體對液體壓力的大小有什么關系呢？
（1）多多利用燒杯、水、天平、金屬圓柱體、細線和測力計，進行了如下探究，如圖所示，實驗步驟如下： ①在燒杯中盛適量的水，用天平測出燒杯和水的總質量m1=130g；
②用測力計測出圓柱體的重力G=1N；
③如圖所示，將圓柱體部分沒入水中，記下測力計的示數(shù)F，則圓柱體所受水的浮力為 ． 保持圓柱體浸入水中的部分不變，向天平的右盤加入適量的砝碼，使天平重新平衡，記下天平的讀數(shù)m2 ， 則圓柱體對水的壓力為（均用字母表示）
（2）下表為多多記錄的實驗數(shù)據(jù)，（表中h2大于h1）g取10N/kg

圓柱體的位置	測力計的示數(shù)F/N	圓柱體侵入后天平的讀數(shù)m2/g
圓柱體部分浸入	0.9	140
圓柱體浸沒深度h1	0.8	150
圓柱體浸沒深度h2	0.8	150

①通過分析表格中的數(shù)據(jù)，可以得出，浮力的大小（選填，大于、小于或等于）物體對液體壓力的大小，此外，他們還發(fā)現(xiàn)，物體浸沒時浮力與浸入的深度（選填，有關或無關）
②由實驗中的數(shù)據(jù)可見知，該圓柱體的密度為kg/m3
（3）實驗結束后，多多聯(lián)想到壓強知識，提出了下面問題，請你幫助他解答， 圓柱體從部分浸入水中到完全浸沒，圓柱體下表面受到水的壓強；燒杯對天平的壓強 ． （以上兩空均選填，變大，變小或不變）

Answer 1

【答案】
（1）G﹣F；（m2﹣m1）g
（2）等于；無關；5×103
（3）變大；變大
【解析】解：（1）③彈簧測力計在空中和水中的讀數(shù)之差等于浮力，即浮力為：F浮=G﹣F；

物體對液體的壓力等于增加砝碼的重力，F(xiàn)壓=（m2﹣m1）g．（2）①圓柱體浸沒在水中，應取第二、三兩組數(shù)據(jù)：

根據(jù)稱重法，浮力F浮=G﹣F示分別求出三次實驗所受浮力大�。�

F浮1=G﹣F示1=1N﹣0.9N=0.1N；

F浮2=G﹣F示2=1N﹣0.8N=0.2N；

F浮3=G﹣F示3=1N﹣0.8N=0.2N；

因圓柱體對水的壓力為F=（m2﹣m1）g；

三次實驗對應的圓柱體對水的壓力分別為：

F1=（140﹣130）×10﹣3 kg×10N/kg=0.1N，

F2=（150﹣130）×10﹣3 kg×10N/kg=0.2N，

F3=（150﹣130）×10﹣3 kg×10N/kg=0.2N，

故可以得出，浮力的大小等于物體對液體壓力的大小；

因圓柱體浸沒在水中的深度h2大于h1

但受到的浮力等于0.2N，故可以得出物體浸沒時浮力與浸入的深度無關；②二、三組數(shù)據(jù)看出物體已浸沒水中，F(xiàn)浮=ρ水gV排，

圓柱體體積：

V=V排= = =2×10﹣5 m3，

圓柱體的質量：m= =0.1kg；

因此圓柱體的密度：

ρ= =5×103kg/m3．（3）圓柱體從部分浸入水中到完全浸沒，圓柱體下表面的深度增加，受到水的壓強變大；

水對圓柱體有向上的浮力作用，根據(jù)力的作用的相互性，圓柱體會對水產生向下的反作用力，燒杯對天平的壓力增大，壓強變大．

所以答案是：（1）③G﹣F；（m2﹣m1）g；（2）①等于；無關；②5×103；（3）變大；變大．

【考點精析】解答此題的關鍵在于理解探究浮力大小的實驗的相關知識，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．