Question

【題目】如圖甲所示，底面積為的容器內(nèi)裝有適量的某種液體，A為圓柱形木塊，其底面積為，C為壓力傳感器，用F表示壓力傳感器的示數(shù)，h表示木塊A的下表面與液面的距離。小明同學(xué)想利用此裝置探究F與h的關(guān)系，它先把木塊A放入液體中，當(dāng)木塊A靜止時(shí)，用刻度尺測(cè)得木塊A的下表面與液面的距離為h﹐小明再用輕桿B將木塊A向下壓，逐漸改變h的大小，并記錄下與之相對(duì)應(yīng)的壓力的數(shù)值，依據(jù)數(shù)據(jù)得到了如圖乙所示的關(guān)系圖像，此過程中液體始終沒有溢出。（不計(jì)傳感器C和輕桿B的重力和體積，）

(1)觀察圖像，分析可知：

①________cm，木塊A的總高度是________cm。

②在木塊A沒有浸沒之前，當(dāng)h增大時(shí)，壓力傳感器的示數(shù)________，木塊A所受的浮力________。（選填“增大”“減小”或“不變”）

(2)利用此實(shí)驗(yàn)裝置可測(cè)出該液體的密度，其值為________。

(3)木塊A浸沒于液體中后，與木塊A放入液體前相比較，液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了________Pa。

Answer 1

【答案】4 10 增大 增大 1.25 500

【解析】

(1)當(dāng)木塊A靜止時(shí)，測(cè)得木塊A的下表面與液面的距離為h1，此時(shí)F=0，從圖像中可讀取h1大��；當(dāng)A被壓入液體中浸沒時(shí)，F不再增大，由此從圖像中讀出A的高度。

(2)由F=0時(shí)，A處于漂浮狀態(tài)，，當(dāng)A浸沒時(shí)

由此聯(lián)立方程求出A的重力和液體密度。

(3)A全部浸沒液體后，與木塊A放入液體前比較，容器底部增大的壓力與A浸沒時(shí)的浮力相等，由計(jì)算液體對(duì)容器底部增大壓強(qiáng)。

(1)[1]①木塊A放入液體中，當(dāng)木塊A靜止時(shí)，A受到的重力與浮力是一對(duì)平衡力，此時(shí)壓力F=0，由圖像可知。

[2]當(dāng)A受壓力逐漸浸入液體時(shí)，A的重力、壓力F、浮力三個(gè)力平衡可知

根據(jù)可知，當(dāng)A浸沒時(shí)浮力不再增加，所以此時(shí)F保持不變，由圖像可知當(dāng)后，不變，所以A的總高度。

[3][4]②由①分析可知，隨著h的增大，A浸入液體的體積增大，則A受到的浮力增大，根據(jù)

可知，壓力傳感器示數(shù)增大。

(2)[5]由F=0時(shí)，A處于漂浮狀態(tài)，

則有

------①

當(dāng)A浸沒時(shí)

則有

------②

聯(lián)立①②式，解得

，

則該液體的密度為1.25。

(3)[6]根據(jù)力的相互性，A全部浸沒液體后，與木塊A放入液體前比較，容器底部增大的壓力與A浸沒時(shí)的浮力相等，根據(jù)可得，液體對(duì)容器底部增大壓強(qiáng)