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【题目】小明很善于思考,小明想:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢?

(1)如图所示,小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计,进行了如下探究:

①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量m1

②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G;

③如图所示,将圆柱体部分浸入烧杯的水中,静止在某一深度,记下弹簧测力计的示数 F,则圆柱体所受水的浮力为 (用弹簧测力计所测得的量来表示);此时向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡,记下天平的读数m2,则圆柱体对水的压力为 (用天平所测得的量来表示).

(2)下表为小明和小红记录的实验数据:(表中h2>h1

①通过分析表格中的数据,可以知道:圆柱体浸没在水中所受的浮力为 N,圆柱体对水的压力为 N.

②通过分析表格中的数据,可以得出:浮力的大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体对液体压力的大小;此外他们还发现:物体浸没前浮力与浸入的深度有关。除此以外,你还能发现什么规律

③由表格中的数据可知,该圆柱体的密度为 kg/m3

【答案】(1)G-F;(m2 -m1 )g;(2)①0.4;0.4;②等于;有关;物体浸没后浮力与浸入的深度无关;③6.5×103

【解析】

试题分析:(1)弹簧测力计在空中和水中的读数之差等于浮力,即浮力为:F=G-F;物体对液体的压力等于增加砝码的重力,F=(m2 -m1)g.

(2)①圆柱体浸没在水中,应取第二、三两组数据:浮力F =2.6N-2.2N=0.4N;物体对液体的压力F =(m2 -m1)g=(0.22kg-0.18kg)×10N/kg=0.4N;∴F=F

②由一、二组数据可得:一组浮力0.2N,二组浮力0.4N,但二组圆柱体深度大于一组,说明物体浸没前浮力与浸入的深度有关;由二、三组数据可得:二组浮力0.4N,三组浮力0.4N,但三组圆柱体深度大于二组,说明物体浸没后浮力与浸入的深度无关.

③二、三组数据看出物体已浸没水中,FgV ,∴圆柱体体积V=V=Fρg,圆柱体的质量m=G/g

因此圆柱体的密度:ρ=m/V=G/g×ρg/F=Gρ/F=2.6N×1×103kg/m3/0.4N=6.5×103 kg/m3

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