Question

1．小紅將重為3N的石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端，先后浸沒在水和鹽水中：石塊靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲、乙所示，則石塊在水中所受浮力為1N；從圖中還可看出石塊所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)，若剪斷圖中的細(xì)線，石塊將下沉（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）．實(shí)驗(yàn)中鹽水的密度為1.2×10³kg/m³，乙圖中燒杯的底面積為100cm²，若剪斷彈簧測(cè)力計(jì)下的細(xì)線，燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)增大了180Pa．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法F_浮=G-F′求出石塊在水中所受浮力；
（2）在甲、乙兩圖中，排開液體的體積相同，液體的密度不同，受到的浮力不同，據(jù)此得出結(jié)論；
（3）物體的浮沉取決于受到的重力和浮力的大小，當(dāng)重力大于浮力時(shí)物體下沉；
（4）求出了小石塊受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石塊的體積；利用稱重法求小石塊受到鹽水的浮力，再利用阿基米德原理求鹽水的密度；
（5）增加的壓力等于金屬塊重減去浮力（排開水重），又知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求增大的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）石塊在水中所受浮力：
F_浮=G-F′=3N-2N=1N；
（2）由甲和乙圖可知，
石塊在鹽水中受到的浮力：
F_浮′=G-F′=3N-1.8N=1.2N，
F_浮≠F_浮′，排開水的體積相同、液體的密度不同，可見浮力的大小與液體的密度有關(guān)；
（3）若剪斷圖中的細(xì)線時(shí)，受到的重力3N大于受到的浮力1.2N，
所以石塊會(huì)下沉；
（4）由（1）知道石塊浸沒在水中所受到的浮力F_浮=1N，
由F_浮=ρ_水V_排g得，
石塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由乙圖可知，石塊受到鹽水的浮力：
F_浮′=3N-1.8N=1.2N，
因?yàn)镕_浮′=ρ_鹽水V_排g，
所以ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
（5）增大的壓力△F_壓=G-F_浮′=3N-1.2N=1.8N，
△P=$\frac{△{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.8N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=180Pa．
故答案為：1；密度；下沉；1.2×10³；180．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力的計(jì)算、物體的浮沉條件、壓強(qiáng)公式、阿基米德原理的掌握和運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生利用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，會(huì)用稱重法測(cè)浮力、知道浮力大小的影響因素、知道增加的壓力等于金屬塊重減去浮力（排開水重）是本題的關(guān)鍵．