Question

10．熱愛物理的小明同學認為物體所受浮力大小應該與液體多少有關，為了驗證自己的想法是否正確他設計了如下實驗，將蘋果放入燒杯并逐漸向燒杯中加水，看到如圖A、B、C所示的情景：
（1）比較A、B、C圖可知：A圖中蘋果受到的浮力較小，從B或C圖可以判斷蘋果的密度小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）水的密度；
（2）分析B、C兩圖可知，浮力大小與燒杯中水的多少無關（選填“有關”或“無關”）；
（3）若小明將蘋果放入裝滿鹽水的燒杯中，蘋果靜止時受到的浮力與C圖相比不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若小明將蘋果從鹽水中取出，再用水把燒杯加滿，則與蘋果取出前相比，燒杯底受到的壓力變�。ㄟx填“變大”、“不變’’或“變小”）；
（4）為了測出蘋果的密度，小明把裝有適量水的燒杯放在電子秤上（圖D），電子秤的示敢是502.0g；再將蘋果輕放到水中，蘋果漂�。▓DE），電子秤的示數(shù)是670.7g；小明又用牙簽將蘋果壓入水中浸沒（圖F，沒有水溢出）．電子秤的示數(shù)是702.0g；那么，蘋果的體積是200cm³．密度是0.8435g/cm³；
（5）小明用牙簽將蘋果壓入水中漫沒時所用的力是0.313N．

Answer 1

分析 （1）物體受到的浮力大小跟物體排開液體的體積和液體的密度有關．
（2）物體受到的浮力大小跟容器的形狀、液體質(zhì)量大小等都沒有關系．
（3）物體漂浮的液面上，物體的重一定，受到的浮力一定；根據(jù)F=pS=ρghS分析判斷燒杯底受到的壓力的變化情況．
（4）由圖DE可得出蘋果的質(zhì)量，由DF圖可知蘋果浸沒在水中時受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理得到蘋果體積，從而求出蘋果密度．
（5）用牙簽將蘋果壓入水中浸沒時，蘋果受到浮力、重力和壓力，這三個力是平衡力，由此計算壓力大小．

解答 解：
（1）比較ABC三個圖，液體的密度不變，A圖中蘋果排開水的體積最小，蘋果受到的浮力最��；
由B或C圖可知，蘋果漂浮在水面上，蘋果的密度小于水的密度．
（2）BC兩圖可知，液體的密度不變，排開水的體積不變，蘋果受到的浮力不變，所以浮力大小跟容器內(nèi)水的多少無關．
（3）蘋果都漂浮的液面上，物體的重一定，由漂浮條件F_浮=G可知，受到的浮力相等；
由題，放入裝滿鹽水的燒杯中和取出用水把燒杯加滿，液體密度變小，液體的深度不變，由F=pS=ρghS可知，燒杯底受到的壓力變小；
（4）由圖DE可得出蘋果的質(zhì)量：m=670.7g-502.0g=168.7g，
由DF圖可知蘋果浸沒在水中時受到的浮力，F(xiàn)_浮=（0.702kg-0.502kg）×10N/kg=2N，
由F_浮=ρ_水gV_排可得，蘋果體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³=200cm³，
所以蘋果密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{168.7g}{200c{m}^{3}}$=0.8435g/cm³．
（5）用牙簽將蘋果壓入水中浸沒時，蘋果受到浮力、重力和壓力，這三個力是平衡力，
所以F_壓=F_浮-G=2N-0.1687kg×10N/kg=0.313N．
故答案為：
（1）A；B或C；小于；
（2）無關；
（3）不變；變��；
（4）200；0.8435；
（5）0.313．

點評 本題考查物體的漂浮條件、平衡力及其應用，知道物體處于漂浮狀態(tài)時受到的浮力就等于本身的重力；第（4）問的關鍵是根據(jù)圖示和已知找到蘋果體積．