Question

小宇和同学们做了下面几个力学实验，请你和他们共同完成下列实验过程（g=10N/kg）：

（1）在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时，小宇使用的是如图甲所示的实验装置，实验结束后，根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象（如图乙），根据图象回答下列问题：

①物体A浸没在水中之前，弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度的增加而减小，说明浮力与　　　　　（选填“物体体积”或“排开液体体积”）有关．物体A浸没在水中后，所受的浮力为　　　N，且保持不变，说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度　　　　（选填“有关”或“无关”）．

②物体A的密度为　　　　　kg/m³．

③物体A下表面所受液体压强P与其浸入水中深度h的关系图象应该是丙图中的　　　　　．

（2）小宇和同学们采用如下方法测量B液体的密度，请你将实验数据补充完整；

①用天平测出烧杯和B液体的总质量为150.4g；

②将B液体倒入量筒中一部分，读出体积为10mL；

③测量烧杯和剩余B液体的总质量时，天平平衡后，砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丁，质量为　　　　　　g，则B液体的密度为　　　　　g/cm³．

（3）小宇将弹簧测力计挂着的物体A浸没在B液体中，此时弹簧测力计的示数　　　　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数，说明浸在液体中的物体受到的浮力还与　　　　　有关．

Answer 1

（1）①物体A浸没在水中之前，浸入水中深度越大排开水的体积越大，弹簧测力计的示数减小，由F_浮=G﹣F′可知受到的浮力增大说明浮力与排开液体体积有关；

由图乙可知，h=0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力G_A=1.2N，h=5cm时物体完全浸没弹簧测力计的示数F′=0.2N，则物体A浸没在水中后所受的浮力F_浮=G_A﹣F′=1.2N﹣0.2N=1N；

物体A浸没在水中后，受到的浮力不变，说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关；

②因物体A完全浸没在水中，

所以，由F_浮=ρgV_排可得，物体A的体积：

V_A=V_排=，

则物体A的密度：

ρ_A====ρ_水=×1.0×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³；

③由p=ρgh可知，物体A下表面所受液体压强p随其浸入水中深度h的增大而增大，且p与h成正比，选项中D符合；

（2）由图丁可知，烧杯和剩余B液体的总质量m_剩=100g+20g+10g+5g+4.4g=139.4g，

倒出液体的质量：

m_B=m﹣m_剩=150.4g﹣139.4g=11g，

倒出液体B的体积：

V_B=10ml=10cm³，

液体B的密度：

ρ_B===1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³；

（3）将弹簧测力计挂着的物体A浸没在B液体中时，物体A受到B液体的浮力：

F_浮′=ρ_BgV_A=ρ_Bg×==F_浮，

因B液体的密度大于水的密度，

所以，F_浮′＞F_浮，

由F_浮=G﹣F′可知，此时弹簧测力计的示数小于物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数，

说明浸在液体中的物体受到的浮力还与液体的密度有关．

故答案为：

（1）①排开液体的体积；1；无关；②1.2×10³；③D；

（2）③139.4；1.1；

（3）小于；液体的密度．