Question

20．小明用彈簧測力計(jì)、合金塊、燒杯和水進(jìn)行了“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，如圖1所示．（g=10N/kg）

（1）根據(jù)乙、丙、丁可得出的結(jié)論物體浸入同種液體中，排開液體的體積越大，所受浮力越大．
（2）合金塊的重力是3.6N，合金塊的密度是3.6×10³kg/m³．
【拓展】
完成實(shí)驗(yàn)后，小明將水倒出，將該合金塊放在燒杯底部，然后向燒杯中倒另一種液體，通過測量容器中液體的深度h（如圖2），同時(shí)計(jì)算合金塊受到的浮力F_浮，繪制了如圖3所示的圖線．
（1）分析圖象可知，液體深度增至10cm以后，物體處于沉底狀態(tài)（選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”）．
（2）小明所用液體的密度為0.6×10³kg/m³．
（3）若合金塊的底面積為10cm²則液體深度增至10cm以后，合金塊對燒杯底部壓強(qiáng)為3000Pa．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖中測力計(jì)的示數(shù)分析；
（2）根據(jù)甲圖可得出合金塊的重力；根據(jù)甲丁可得出浮力，根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積，然后根據(jù)密度公式求出合金塊的密度；
【拓展】
（1）根據(jù)圖象中浮力的變化分析；
（2）根據(jù)阿基米德原理求出液體密度；
（3）根據(jù)公式P=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)的大小．

解答 解：（1）根據(jù)乙、丙、丁可知，物體浸入液體中的體積越大，測力計(jì)示數(shù)越小，表面受到的浮力越大，故結(jié)論為：根據(jù)乙、丙、丁可得出的結(jié)論；
（2）合金塊的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3.6N}{10N/kg}$=0.36kg，合金塊受到的浮力為：F_浮=3.6N-2.6N=1N；
金屬塊完全浸沒時(shí)排開水的體積：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{ρg}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
因?yàn)楹辖饓K浸沒入水中，所以V=V_排，
合金塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.36kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3.6×10³kg/m³．
【拓展】
（1）將該合金塊放在燒杯底部，然后向燒杯中倒另一種液體，液體深度增至10cm以后，浮力不在變化，故此時(shí)合金塊全部浸沒在液體中，處于沉底狀態(tài)；
（2）液體的密度為：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{gV}$=$\frac{0.6N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³．
（3）合金塊對地面的壓力為：F=3.6N-0.6N=3N；則壓強(qiáng)為：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{3N}{0.001{m}^{2}}$=3000Pa；
故答案為：（1）物體浸入同種液體中，排開液體的體積越大，所受浮力越大；（2）3.6；3.6×10³；
【拓展】（1）沉底；（2）0.6×10³；（3）3000．

點(diǎn)評 本題是一道綜合題，綜合考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力，理解阿基米德原理是解答本題的關(guān)鍵．