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17. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中。
|实验步骤|B|C|D|E|F|
|弹簧测力计示数/N|2.2|2.0|1.7|1.7|1.9|
(1)分析比较实验步骤A和____
(2)分析实验数据可知,F中液体密度____
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是____
|实验步骤|B|C|D|E|F|
|弹簧测力计示数/N|2.2|2.0|1.7|1.7|1.9|
(1)分析比较实验步骤A和____
D、E
,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体____排开液体的体积
有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与____液体密度
有关。(2)分析实验数据可知,F中液体密度____
小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是____
1
N,金属块的密度为____2.7×10³
kg/m³。(水的密度$\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,g取10N/kg)答案
(1)D、E 排开液体的体积 液体密度 (2)小于
(3)1 2.7×10³
(3)1 2.7×10³
18. 有一个质地均匀的实心圆柱体,重5N、高10cm。将它挂在弹簧测力计下,然后竖直浸入装有足够多水的容器中,当它刚好浸没时,弹簧测力计的示数为3N,如图所示。已知$\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,g取10N/kg。
(1)求此时圆柱体所受的浮力。
(2)求此时圆柱体下表面所受水的压强。
(3)求圆柱体的密度。
(1)圆柱体所受的浮力为
(2)圆柱体下表面所受水的压强为
(3)圆柱体的密度为
(1)求此时圆柱体所受的浮力。
(2)求此时圆柱体下表面所受水的压强。
(3)求圆柱体的密度。
(1)圆柱体所受的浮力为
2N
。(2)圆柱体下表面所受水的压强为
1000Pa
。(3)圆柱体的密度为
2.5×10³kg/m³
。答案
解 (1)圆柱体所受的浮力
$F_{浮}=G_{圆柱体}-F_{拉}=5N - 3N = 2N$
(2)由图知，圆柱体刚好浸没时下表面所处的深度
$h = 10cm = 0.1m$
圆柱体刚好浸没时下表面所受水的压强
$p = ρgh = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×0.1m = 1000Pa$
(3)圆柱体的质量
$m = \frac{G}{g} = \frac{5N}{10N/kg} = 0.5kg$
浸没时圆柱体受到的浮力
$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=ρ_{水}gV_{圆柱体}$
圆柱体的体积
$V_{圆柱体}=V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{2N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=2×10^{-4}m^{3}$
圆柱体的密度
$ρ_{圆柱体}=\frac{m}{V_{圆柱体}}=\frac{0.5kg}{2×10^{-4}m^{3}}=2.5×10^{3}kg/m^{3}$
$F_{浮}=G_{圆柱体}-F_{拉}=5N - 3N = 2N$
(2)由图知，圆柱体刚好浸没时下表面所处的深度
$h = 10cm = 0.1m$
圆柱体刚好浸没时下表面所受水的压强
$p = ρgh = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×0.1m = 1000Pa$
(3)圆柱体的质量
$m = \frac{G}{g} = \frac{5N}{10N/kg} = 0.5kg$
浸没时圆柱体受到的浮力
$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=ρ_{水}gV_{圆柱体}$
圆柱体的体积
$V_{圆柱体}=V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{2N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=2×10^{-4}m^{3}$
圆柱体的密度
$ρ_{圆柱体}=\frac{m}{V_{圆柱体}}=\frac{0.5kg}{2×10^{-4}m^{3}}=2.5×10^{3}kg/m^{3}$
