Question

小白為了探究物體在液體中不同深度所受的浮力的變化情況，如圖1所示將一個(gè)掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的金屬圓柱體緩慢的浸入水中（水足夠深）．在金屬圓柱體下表面接觸水面到逐漸浸入水中的過(guò)程中，分別記下了圓柱體下表面所處的深度h和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出F與h的關(guān)系圖象如圖2．

（1）根據(jù)圖1所示，可以得出的結(jié)論是：沒(méi)有完全浸沒(méi)的金屬圓柱體受到的浮力與______液體體積成正比；完全浸沒(méi)后的圓柱體受到的浮力與它所處的深度______（選填“有關(guān)“或“無(wú)關(guān)”）；
（2）由圖中數(shù)據(jù)可以得出圓柱體的橫截面積為_(kāi)_____cm²；
（3）由圖中數(shù)據(jù)可以得出圓柱體的密度為_(kāi)_____kg/m³．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)F_浮=ρgV_排分析圖1得出沒(méi)有完全浸沒(méi)的金屬圓柱體受到的浮力與排開(kāi)液體體積之間的關(guān)系，完全浸沒(méi)后的圓柱體受到的浮力與它所處的深度關(guān)系．
（2）由圖2可知圓柱體的重力和完全浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)以及圓柱體的高度，根據(jù)稱重法求出受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理求出完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積，利用體積公式求出圓柱體的橫截面積．
（3）根據(jù)ρ==求出圓柱體的密度．
解答：解：（1）根據(jù)F_浮=ρgV_排分析圖1可得：
沒(méi)有完全浸沒(méi)的金屬圓柱體受到的浮力與排開(kāi)液體體積成正比；完全浸沒(méi)后的圓柱體受到的浮力與它所處的深度無(wú)關(guān)．
（2）由圖2可知，圓柱體的重力G=8.25N，高為h=5cm，完全浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=4.25N，
圓柱體完全浸沒(méi)時(shí)受到的浮力：
F_浮=G-F′=8.25N-4.25N=4N，
∵圓柱體完全浸沒(méi)，
∴圓柱體的體積：
V=V_排===4×10^-4m³=400cm³，
圓柱體的橫截面積：
S===80cm²；
（3）圓柱體的密度：
ρ===≈2.06×10³kg/m³．
故答案為：（1）排開(kāi)；無(wú)關(guān)；
（2）80；
（3）2.06×10³．
點(diǎn)評(píng)：用彈簧測(cè)力計(jì)采用稱重法可以測(cè)出物體在液體中受到的浮力，根據(jù)浮力間接求出體積，這是利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)密度的基本思路；探究浮力與計(jì)算密度相結(jié)合，屬綜合性題目，中考中經(jīng)常出現(xiàn)，平時(shí)多培養(yǎng)綜合處理物理問(wèn)題的能力．