Question

16．如圖甲．底面積為80cm²的圓筒形容器內裝有適量的水．放在水平桌面上； 底面積為60cm²、高為12cm的實心圓柱形物體A用細線拴好并懸掛在彈簧測力計下．小王要探究圓柱形物體A逐漸浸入圓筒形容器內的水中時（ 水沒有溢出容器），彈簧測力計的示數F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關系．（ 使用刻度尺測量h，不計細線重）

（1）小王從圓柱形物體A接觸水面至接觸容器底之前，分別記下多組F、h，并將測量的結果填寫在實驗表格中，依據實驗表中數據，在圖乙中的方格紙中畫出了F與h關系的圖象．
①由圖象乙可知，物體A的重力為9N．
②觀察圖象乙，可以得出結論：在物體A沒有浸沒之前，當h增大時，彈簧測力計的示數F減�。� 選填“增大”、“減小”或“不變”）； 在物體A浸沒后，當增大h時，彈簧測力計的示數F不變 （ 選填“增大”、“減小”或“不變”），由此可知浸沒在液體中的物體所受浮力與浸入深度無關 （ 選填“有關”或“無關”）．
③由圖象乙可知：當h等于10cm時，物體A受到的浮力為6N．
（2）物體A在容器內浸沒后與未放入物體A前比較，水對容器底產生的壓強增加了900Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據圖象可知，物體在未浸入液體時，彈簧測力計的示數等于物體的重力；
（2）在物體A沒有浸沒之前、物體A浸沒后，彈簧測力計的示數變化可以從圖象中得出；
（3）從圖象中讀出當h等于10cm時彈簧測力計的拉力，根據稱重法可求出物體受到的浮力；
（4）已知物體的底面積和高度，可以得到其體積；物體完全浸沒時排開水的體積等于它的體積；已知物體的體積和容器的底面積，可以求出物體浸沒后水面上升的高度△h；利用△p=ρg△h可以得到水對容器底部增加的壓強．

解答 解：
（1）根據圖象可知，物體在未浸入液體時，彈簧測力計的示數為9N，即物體重力為9N．
（2）由圖乙可知，在物體A沒有浸沒之前，當h增大時，彈簧測力計的示數F減��；
在物體A浸沒后，當增大h時，彈簧測力計的示數F不變，物體所受浮力大小不變；
由此可知，浸沒在液體中的物體所受浮力與浸入深度無關．
（3）由圖乙可知，當h等于10cm時，彈簧測力計的拉力為F=3N，
所以，此時物體受到的浮力為：F_浮=G-F=9N-3N=6N；
（4）物體完全浸沒時排開水的體積：V_排=V_物=S_物h_物=60cm²×12cm=720cm³，
則水面上升的高度：△h═$\frac{{V}_{排}}{{S}_{容器}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m，
所以，水對容器底增加的壓強：△p=ρg△h=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900Pa．
故答案為：（1）9；（2）減小；不變；無關；（3）6；（4）900．

點評 本題是探究浮力大小的實驗，考查了稱重法求浮力、體積公式的應用和液體壓強的計算，關鍵是從圖象中獲取有用的數據．