Question

12．如圖甲，底面積為80cm²的圓筒形容器內(nèi)裝有適量的水，放在水平桌面上； 底面積為60cm²、高為12cm的實心圓柱形物體A用細線拴好并懸掛在彈簧測力計下．小王要探究圓柱形物體A逐漸浸入圓筒形容器內(nèi)的水中時（ 水沒有溢出容器），彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系．（使用刻度尺測量h，不計細線重）

（1）小王從圓柱形物體A接觸水面至接觸容器底之前，分別記下多組F、h，并將測量的結(jié)果填寫在實驗表格中，依據(jù)實驗表中數(shù)據(jù)，在圖乙中的方格紙中畫出了F與h關(guān)系的圖象．
①由圖象乙可知，物體A的重力為9N．
②觀察圖象乙，得結(jié)論：在物體A沒有浸沒之前，當h增大時，彈簧測力計的示數(shù)F減小（ 填“增大”、“減小”或“不變”）； 在物體A浸沒后，當增大h時，彈簧測力計的示數(shù)F不變 （ 填“增大”、“減小”或“不變”）．
③由圖象乙可知：當h等于10cm時，物體A受到的浮力為6N．
（2）物體A在容器內(nèi)浸沒后與未放入物體A前比較，水對容器底產(chǎn)生的壓強增加了900Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖象知道在未浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為物體重力；
②物體浸入水中到完全浸沒；物體完全浸沒在水中．彈簧測力計的示數(shù)變化可以從數(shù)據(jù)中得出；
③當h等于10cm時彈簧測力計的拉力，兩者之差就是受到的浮力；
（2）已知物體的底面積和高度，可以得到體積；物體完全浸沒排開水的體積等于它的體積；已知物體的體積和容器的底面積，可以得到放入物體排開水的深度；已知水的密度和物體排開水的深度，利用P=ρgh可以得到水對容器底部增加的壓強．

解答 解：
（1）①分析圖象數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在物體A沒有浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為9N，即物體重力為9N；
②當h增大時，彈簧測力計的示數(shù)F減�。辉谖矬wA浸沒后，當增大h時，彈簧測力計的示數(shù)F不變；
③由圖象乙可知：當h等于10cm時，彈簧測力計的拉力為F=3N，所以此時受到的浮力為F_浮=G-F=9N-3N=6N；
（2）物體完全浸沒時排開水的體積為V_排=V₀=S₀h₀=60cm²×12cm=720cm³
排開水的深度為h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{1}}$=$\frac{720c{m}^{3}}{80c{m}^{2}}$=9cm=0.09m
增加的壓強為p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900Pa．
故答案為：
（1）①9；②減小；不變；③6；（2）900．

點評 探究F與h的關(guān)系時，在未浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為物體重力，有的同學(xué)錯誤的認為，浮力與深度有關(guān)，這種認識是片面的，因為忽視了深度變化引起排開液體體積的變化．