Question

【題目】小美在探究“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)、合金塊a、金屬塊b、大小柱形容器若干、水，密度未知的某種液體，細(xì)線等。小美進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，用彈簧測力計(jì)掛著金屬塊a緩慢地浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在下面表中：

(1)此實(shí)驗(yàn)A步驟中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.7N，根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算，在步驟D中合金塊a 所受浮力是_____N；與物體未浸入水時(shí)相比，水對底部的壓力增大了_____N，容器對地面的壓力增大了_________N；

(2)小美根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算，得出了合金塊a的密度為_____kg/m3；某種液體的密度是_______kg/m3；

實(shí)驗(yàn)步驟	B	C	D	E	F
彈簧測力計(jì)示數(shù)/N	1.6	1.2	0.7	0.7	1.1

(3)若在步驟D中，拴著合金塊a的細(xì)繩突然斷了，合金塊沉底，則與物體未浸入水時(shí)相比，水對底部的壓力增大了_____N，容器對地面的壓力增大了______N；

(4)同組的小明只有刻度尺這一測量工具，于是他進(jìn)行了如下操作：

①在圓柱形容器中裝有適量的水，將另一平底燒杯放入圓柱形容器的水中，燒杯靜止時(shí)容器中水的深度H1為12cm，如圖甲，此時(shí)燒杯處于_____狀態(tài)；

②將待測金屬塊b吊在燒杯底部，測出燒杯靜止時(shí)露出水面的高度h1為5cm，容器中水的深度H2為18cm，如圖乙，大圓柱形容器底面積為300cm2，則金屬塊質(zhì)量為_____g；

③將金屬塊b放在燒杯中，燒杯靜止時(shí)露出水面的高度h2為2cm，如圖丙，已知大圓柱形容器底面積為燒杯底面積的3倍，則金屬塊b的密度為_____kg/m3。

Answer 1

【答案】2 2 2 2 2.7 漂浮

【解析】

(1)利用稱重法求出合金塊a受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理分析水對容器底部增大的壓力，容器對地面的壓力等于物重減去拉力，據(jù)此分析地面受到壓力的變化量。

(2)根據(jù)阿基米德原理可知合金塊a完全浸沒時(shí)排開水的體積，即為合金塊a的體積，再根據(jù)即可求出合金塊a的密度；利用稱重法求出合金塊a浸沒在待測液體中受到的浮力，再根據(jù)可求得液體的密度。

(3)由于細(xì)繩斷后，合金塊a受到的浮力不變，據(jù)此分析水對容器底部壓力的變化；容器對地面的壓力等于物重，據(jù)此分析地面受到壓力的變化量。

(4)①根據(jù)甲圖分析作答。

②比較甲乙兩圖可知，燒杯兩次受到的浮力之差就是金屬塊b的重力，根據(jù)即可求出金屬塊b的質(zhì)量。

③比較乙丙可知，根據(jù)燒杯兩次受到的浮力之差可以求出金屬塊b的體積，最后利用密度公式求出金屬塊b的密度。

(1)[1]根據(jù)稱重法可知，合金塊a受到的浮力

[2]根據(jù)阿基米德原理可知

故水對容器底部的壓力增大了2N。

[3]容器對地面的壓力等于物重減去拉力，由此可知容器對地面的壓力增大量為

(2)[4]合金塊a的體積等于其完全浸沒時(shí)排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理可知，合金塊a排開水的體積

根據(jù)可得，合金塊a的密度

[5]根據(jù)稱重法可知，合金塊a在待測液體中受到的浮力

根據(jù)阿基米德原理可知，待測液體的密度

(3)[6]由于細(xì)繩斷后，合金塊a受到的浮力不變，故水對容器底部的壓力仍增大了2N。

[7]物重增加了2.7N，則容器對地面的壓力增大了2.7N。

(4)①[8]由甲圖可知，燒杯處于漂浮狀態(tài)。

②[9]比較甲乙兩圖可知，均是漂浮，受到的浮力都等于重力，則兩圖中浮力的變化量等于金屬塊b的重力，即

則金屬塊b的質(zhì)量

[10]比較乙丙可知，都是漂浮，燒杯和金屬塊的總重不變，則乙圖中金屬塊b受到的浮力等于這兩次燒杯受到的浮力變化量，則金屬塊b受到的浮力

所以金屬塊b的體積

故金屬塊b的密度