Question

【題目】小明在“探究浸在液體中的物體所受浮力大小規律”的實驗中，做了如圖一所示的實驗，將同一物體A逐漸浸入到密度為ρ0的液體中，并通過觀察彈簧測力計的示數的變化規律，得出以下一些結論：

（1）分析比較實驗序號圖一中甲、乙、丙可初步得出結論：當液體的密度相同時，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力_____；分析比較實驗序號圖一中的甲、丙、丁可初步得出結論：當排開液體的體積相同時，物體所受浮力與浸沒在液體中的深度_____（選填“有關”或“無關”）。

（2）由實驗可知A物體的重力為_____N，A物體浸沒在液體中時所受的浮力是_____N。

（3）同組的小華同學利用浮力測出了金屬塊B的密度，她具體操作如下：

①取邊長為a的正方體木塊放入裝有適量該液體的燒杯中，待其靜止后用刻度尺測出有2/5高度露出液面，如圖二甲所示，則木塊底部所受液體的壓強是_____（用相關的物理量表示）。

②將B物體放在木塊中央靜止后用刻度尺測出此時木塊露出液面的高度為h1，如圖二乙所示。

③用體積可忽略不計的細線將物體B系在木塊中央，放入液體中靜止后測出此時木塊露出液面高度h2，如圖二丙。

④則B物體的密度ρB=_____（用相關的物理量表示）。

Answer 1

【答案】越大 無關 6 2 ρ0ga

【解析】

（1）由圖甲可知物體的重力為6N，由乙可知此時受浮力1N，由丙圖可知此時受浮力2N，所以比較甲乙丙可得結論：當液體的密度相同時，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；丙、丁兩圖中，物體A全部浸入液體中，排開液體的體積相同，但深度不同，由彈簧測力計的示數可知，兩圖中受到的浮力都是2N，所以比較實驗序號甲、丙、丁可初步得出結論：當排開液體的體積相同時，物體所受浮力與浸沒在液體中的深度無關；

（2）由圖甲可知物體的重力為6N， A物體浸沒在液體中時所受的浮力： F浮＝G﹣F＝6N﹣4N＝2N；（3）①木塊露出液面的高度為a，所以浸入液面以下的部分高度為（1﹣）a＝a；

木塊底部所受液體的壓強p＝ρ0ga；④由圖2甲可知，木塊漂浮于液面，所以F浮＝G木，

根據阿基米德原理得： F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSa，則G木＝ρ0gSa ①，同理由圖2乙可知：

G木+GB＝ρ0gS（a﹣h1）②，同理由圖3丙圖可知： G木+GB＝ρ0g[VB+S（a﹣h2）]③，

①②聯立解得： GB＝ρ0gS（a﹣h1），②③聯立解得：VB＝S（h2﹣h1），則物體B的密度為：

ρB＝×ρ0。