Question

2．如图甲所示，用细线拴住一质量为0.4千克、密度为5×10³千克/米³的实心小球，接着将小球放在烧杯内，与烧杯底部接触，细线挂在固定在支架上的弹簧秤上，最后调节支架的高度，使弹簧秤的示数为2牛．往烧杯内注水，在水面没有浸没小球前，小球所受的浮力变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），弹簧秤的读数不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．若将此小球先后放入装有水的烧杯A和装有水银的烧杯B中，如图乙所示，则烧杯A中小球所受的浮力小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）烧杯B中小球所受的浮力．

Answer 1

分析 根据F_浮=ρ_液gV_排判断浮力的变化，计算小球的体积，由F浮=ρ液gV排得出其完全浸没时的浮力，根据F=G-F浮计算出小球受到的最小拉力，判断出测力计的示数变化；
根据浮沉条件判断物体重力与浮力的关系，从而可得出图乙浮力的大小．

解答 解：由F_浮=ρ_水gV_排，往烧杯内注水，在水面没有浸没小球前，排开水的体积不断增大，所以受到的浮力变大；
当未加水时，测力计的示数为2N，则容器对小球的支持力为F_支持=mg-F=0.4kg×10N/kg-2N=2N；
小球的体积V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{0.4kg}{5×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=8×10^-5m³；
小球完全浸没时所受浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-5m³=0.8N＜2N；
则小球在整个过程中，测力计的示数将不变；
小球的密度大于水的密度，在水中下沉，所以受到的浮力小于重力；
小球的密度小于水银的密度，在水银中漂浮，所以在水银中受到的浮力等于重力，则图乙中烧杯A中小球所受的浮力小于烧杯B中小球所受的浮力．
故答案为：变大；不变；小于．

点评 本题主要考查了阿基米德原理、浮沉条件的应用，在比较浮力大小时，要根据实际情况选择合适的方法．