Question

【題目】如圖甲是研究彈簧測力計的示數F與物體A下表面離水面的距離h的關系實驗裝置，用彈簧測力計提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），根據實驗數據繪制了彈簧測力計的示數F與物體A的下表面浸入水中的深度h的關系圖象（如圖乙）。

（1）物體A浸沒在水中之前，彈簧測力計的示數隨A向下運動距離的增加而減小，說明浮力與_____（選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關；

（2）物體A浸沒在水中后，所受的浮力為_____N，若某同學在使用彈簧測力計時，指針在零刻度線以上，該同學沒有調零而直接進行測量，這樣計算出的浮力值_____（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；

（3）結合實驗數據，物體A的密度為_____kg/m3，圓柱體A的底面積為_____cm2；

（4）如果將盛水的柱形容器換成梯形容器，如圖丙，再將A物體按上述操作進行實驗，則物體放入水的過程中水對容器底部的壓強增加量△p隨h的變化圖象是圖丁中的_____（選填“A”或“B”）。

Answer 1

【答案】排開液體的體積 1 不變 1.2×10 20 A

【解析】

（1）物體A浸沒在水中之前，浸入水中深度越大排開水的體積越大，由稱重法測浮力知道，F浮＝G﹣F示，由于彈簧測力計的示數減小，所以，受到的浮力增大，說明浮力與排開液體體積有關；

（2）由圖乙知道，h＝0時彈簧測力計的示數即為物體A的重力：GA＝1.2N，h＝5cm時物體剛好浸沒在液體中，彈簧測力計的示數F示＝0.2N，則物體A浸沒在水中后所受的浮力是：F浮＝GA﹣F示＝1.2N﹣0.2N＝1N；若某同學在使用彈簧測力計時，指針在零刻度線以上，則相當于提前少加了示數，沒有調零而直接進行測量，這樣每次測量的結果偏小，都少加了示數，但浮力F浮＝GA﹣F示是兩次測量結果之差，所以計算出的浮力值不變；

（3）當物體A完全浸沒在水中時，由F浮＝ρgV排知道，故物體A的體積是：

VA＝V排＝﹣﹣﹣①

由G＝mg知道物體A的密度是：ρA＝ ﹣﹣﹣②

由①②得： ﹣﹣﹣③

將已知量代入③得： ×1.0×103kg/m3＝1.2×103kg/m3；

由①解得： =1.0×10﹣4m3；

由于h＝5cm時物體剛好浸沒在液體中，所以圓柱體A的底面積是： ＝2×10﹣3m2＝20cm2；

（4）物體A未浸沒水中前，梯形容器與柱形容器相比較，A浸沒水中的深度相同，排開水的體積相同，則縮口的梯形容器液面上升的高度較高一些，根據p＝ρg△h，則梯形容器水對容器底部的壓強增加量△p更大一些，如下圖所示，即A正確。