Question

【題目】小余同學在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,首先往溢水杯中裝滿了水,然后在彈簧測力計下懸掛一個圓柱體,當圓柱體下表面與水面相平時開始緩慢下降,溢出的水全部流入旁邊的小桶中。實驗過程如圖甲。

（1）圓柱體的重力為_________ N。

（2）比較圖_________可得：當圓柱體浸沒在水中繼續(xù)下降的過程中,受到的浮力與深度無關(guān)。

（3）比較(a)(b)(c)三圖可得:浸在同一液體中的物體受到的浮力大小跟_________有關(guān)。

（4）小余完成圖甲所示的實驗后,把水換成另一種液體重復上述實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成圖乙所示的彈簧測力計示數(shù)F與物體下降深度h的F-h圖像。實驗表明,浸在液體中的物體,受到的浮力大小還跟_________有關(guān),此液體的密度為_________ kg/m3。

（5）利用浮力和杠桿的知識,小穎發(fā)明了密度秤。如圖丙所示,輕質(zhì)杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動,在A、B兩端分別掛有兩個完全相同的正方體C、D(邊長為10cm,重力為20N),OA=10cm,OB=8cm,向容器中倒入不同密度的液體,每次都將C浸沒在液體中,移動物體D使杠桿在水平位置平衡,在OB上便可以標出不同液體的密度值。

①當物體C浸沒在水中時,物體D移動到E點時杠桿恰好水平靜止,那么OE的長度為_______cm，在E點標上;

②該密度秤能夠測量的最小液體密度為_________kg/m3;

③OB上的刻度是否均勻:_________ (選填“是”或“否”)

Answer 1

【答案】6 c和d 排開液體的體積 液體的密度有關(guān) 800 5 400 是

【解析】

(1)[1]由圖（a）知，彈簧測力計在空氣中時示數(shù)是6N；可知物體的重力是6N；

(2)[2]要探究物體浸沒后受到的浮力與深度的關(guān)系，需要控制液體的密度相同、排開液體的體積相同，改變浸沒的深度，故圖（c）（d）符合題意；

(3)[3]比較（b）（c）兩圖，物體都浸在水中，即液體密度相同，圓柱體浸入水中的體積（排開液體的體積）增大時，測力計的示數(shù)減小，由稱重法可知物體受到浮力增大；所以，比較(a)(b)(c)三圖可得出結(jié)論：浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟排開液體的體積有關(guān)；

(4)[4]由圖ac可知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力：

由圖乙知，圓柱體浸沒在另一液體中時測力計的示數(shù)為2N，則：

由實驗可知，浸沒在不同液體中的浮力不相等，即浸在液體里的物體受到的浮力大小還與液體的密度有關(guān)；

[5]由得：

同一物體浸沒在水中和另一液體中時排開液體的體積相等，則：

代入數(shù)據(jù)：

解得：

(5)①[6]由圖知：B端所受得力等于重物D對杠桿的拉力，大小等于物體D的重力，即：

當物體C浸沒在水中時，受到的浮力為：

物體C受到的力：A點對C的拉力、浮力、重力；故物體C受到的拉力為：

此時物體D移動到E點時杠桿恰好水平靜止，由杠桿平衡條件得：

所以OE的長度：

②[7]液體密度越小，浮力越小，拉力越大，根據(jù) 知：在、不變時，拉力越大，越大，最大為OB，為8cm；根據(jù)杠桿平衡條件得：

所以：

物體C受到的力：A點對C的拉力、浮力、重力；故物體C受到的浮力為：

根據(jù)知液體的密度為：

故該密度秤能夠測量的最小液體密度為；

③[8]根據(jù)杠桿的平衡條件知：

因為、、、都為定值，與OB成一次函數(shù)關(guān)系，故OB的刻度均勻。