【題目】小明很善于思考,小明想:浮力是液體對物體向上的托力,而物體間力的作用是相互的,所以物體對液體一定有向下的壓力,那么浮力的大小和物體對液體壓力的大小有什么關(guān)系呢?

(1)如圖所示,小明和小紅利用燒杯、水、天平、合金圓柱體、細線和彈簧測力計,進行了如下探究:

①在燒杯中盛適量水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m1

②用彈簧測力計測出圓柱體的重力G;

③如圖所示,將圓柱體部分浸入燒杯的水中,靜止在某一深度,記下彈簧測力計的示數(shù) F,則圓柱體所受水的浮力為 (用彈簧測力計所測得的量來表示);此時向天平的右盤加上適量的砝碼,使天平重新平衡,記下天平的讀數(shù)m2,則圓柱體對水的壓力為 (用天平所測得的量來表示).

(2)下表為小明和小紅記錄的實驗數(shù)據(jù):(表中h2>h1

①通過分析表格中的數(shù)據(jù),可以知道:圓柱體浸沒在水中所受的浮力為 N,圓柱體對水的壓力為 N.

②通過分析表格中的數(shù)據(jù),可以得出:浮力的大小 (選填“大于”、“小于”或“等于”)物體對液體壓力的大;此外他們還發(fā)現(xiàn):物體浸沒前浮力與浸入的深度有關(guān)。除此以外,你還能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律

③由表格中的數(shù)據(jù)可知,該圓柱體的密度為 kg/m3

【答案】(1)G-F;(m2 -m1 )g;(2)①0.4;0.4;②等于;有關(guān);物體浸沒后浮力與浸入的深度無關(guān);③6.5×103

【解析】

試題分析:(1)彈簧測力計在空中和水中的讀數(shù)之差等于浮力,即浮力為:F=G-F;物體對液體的壓力等于增加砝碼的重力,F(xiàn)=(m2 -m1)g.

(2)①圓柱體浸沒在水中,應(yīng)取第二、三兩組數(shù)據(jù):浮力F =2.6N-2.2N=0.4N;物體對液體的壓力F =(m2 -m1)g=(0.22kg-0.18kg)×10N/kg=0.4N;∴F=F

②由一、二組數(shù)據(jù)可得:一組浮力0.2N,二組浮力0.4N,但二組圓柱體深度大于一組,說明物體浸沒前浮力與浸入的深度有關(guān);由二、三組數(shù)據(jù)可得:二組浮力0.4N,三組浮力0.4N,但三組圓柱體深度大于二組,說明物體浸沒后浮力與浸入的深度無關(guān).

③二、三組數(shù)據(jù)看出物體已浸沒水中,F(xiàn)gV ,∴圓柱體體積V=V=Fρg,圓柱體的質(zhì)量m=G/g

因此圓柱體的密度: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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