三、实验探究题
12. (2024 大理期末)小涵同学用如图所示装置探究影响浮力大小的因素时,有如下操作。

(1)分析 A、B、C 三图,说明浮力的大小跟
(2)分析
(3)物体浸没在盐水中时,它所受的浮力是
12. (2024 大理期末)小涵同学用如图所示装置探究影响浮力大小的因素时,有如下操作。
(1)分析 A、B、C 三图,说明浮力的大小跟
物体排开液体的体积
有关。(2)分析
A、D、E
三图,说明浮力的大小跟液体的密度有关。(3)物体浸没在盐水中时,它所受的浮力是
1.2
$\mathrm{N}$;若先完成图 E 所示实验,再完成图 A 所示实验,则测得的浮力值将偏大
(选填“偏大”或“偏小”)。答案
12. (2024 大理期末)小涵同学用如图所示装置探究影响浮力大小的因素时,有如下操作。
(1)分析 A、B、C 三图,说明浮力的大小跟$\boldsymbol{物体排开液体的体积}$有关。
(2)分析$\boldsymbol{A、D、E}$三图,说明浮力的大小跟液体的密度有关。
(3)物体浸没在盐水中时,它所受的浮力是$\boldsymbol{1.2}\mathrm{N}$;若先完成图 E 所示实验,再完成图 A 所示实验,则测得的浮力值将$\boldsymbol{偏大}$(选填“偏大”或“偏小”)。
(1)分析 A、B、C 三图,说明浮力的大小跟$\boldsymbol{物体排开液体的体积}$有关。
(2)分析$\boldsymbol{A、D、E}$三图,说明浮力的大小跟液体的密度有关。
(3)物体浸没在盐水中时,它所受的浮力是$\boldsymbol{1.2}\mathrm{N}$;若先完成图 E 所示实验,再完成图 A 所示实验,则测得的浮力值将$\boldsymbol{偏大}$(选填“偏大”或“偏小”)。
四、综合题
13. (2024 自贡改编)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数 $ F $ 与砖块下底面下降高度 $ h $ 的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知 $ g $ 取 $ 10 \, \mathrm{N/kg},\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $,求:

(1)砖块浸没在水中时所受的浮力。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没时,其下底面所受水的压强。
13. (2024 自贡改编)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数 $ F $ 与砖块下底面下降高度 $ h $ 的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知 $ g $ 取 $ 10 \, \mathrm{N/kg},\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $,求:
(1)砖块浸没在水中时所受的浮力。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没时,其下底面所受水的压强。
答案
13. (2024 自贡改编)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数 $ F $ 与砖块下底面下降高度 $ h $ 的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知 $ g $ 取 $ 10 \, \mathrm{N/kg},\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $,求:
(1)砖块浸没在水中时所受的浮力。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没时,其下底面所受水的压强。
解析:(1)由图乙可知,当 $ h=0 $ 时,弹簧测力计示数为 $ 54 \, \mathrm{N} $,此时砖块处于空气中,由二力平衡条件可知,砖块所受的重力 $ G=F_{\mathrm{拉}1}=54 \, \mathrm{N} $,由图乙可知,当 $ h=70 \, \mathrm{cm} $ 之后,弹簧测力计示数不变,说明砖块浸没水中时所受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}2}=54 \, \mathrm{N}-24 \, \mathrm{N}=30 \, \mathrm{N} $。
(2)砖块的质量 $ m=\dfrac{G}{g}=\dfrac{54 \, \mathrm{N}}{10 \, \mathrm{N/kg}}=5.4 \, \mathrm{kg} $,砖块体积 $ V=V_{\mathrm{排}}=\dfrac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\dfrac{30 \, \mathrm{N}}{1.0×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3}×10 \, \mathrm{N/kg}}=3×10^{-3} \, \mathrm{m}^{3} $,砖块的密度 $ \rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{5.4 \, \mathrm{kg}}{3×10^{-3} \, \mathrm{m}^{3}}=1.8×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $。
(3)不计液面变化,砖块刚浸没时下表面距水面距离 $ h'=70 \, \mathrm{cm}-40 \, \mathrm{cm}=30 \, \mathrm{cm}=0.3 \, \mathrm{m} $,砖块下底面受到水的压强 $ p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh'=1.0×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3}×10 \, \mathrm{N/kg}×0.3 \, \mathrm{m}=3×10^{3} \, \mathrm{Pa} $。
答案:(1)$ 30 \, \mathrm{N} $ (2)$ 1.8×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $ (3)$ 3×10^{3} \, \mathrm{Pa} $
(1)砖块浸没在水中时所受的浮力。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没时,其下底面所受水的压强。
解析:(1)由图乙可知,当 $ h=0 $ 时,弹簧测力计示数为 $ 54 \, \mathrm{N} $,此时砖块处于空气中,由二力平衡条件可知,砖块所受的重力 $ G=F_{\mathrm{拉}1}=54 \, \mathrm{N} $,由图乙可知,当 $ h=70 \, \mathrm{cm} $ 之后,弹簧测力计示数不变,说明砖块浸没水中时所受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}2}=54 \, \mathrm{N}-24 \, \mathrm{N}=30 \, \mathrm{N} $。
(2)砖块的质量 $ m=\dfrac{G}{g}=\dfrac{54 \, \mathrm{N}}{10 \, \mathrm{N/kg}}=5.4 \, \mathrm{kg} $,砖块体积 $ V=V_{\mathrm{排}}=\dfrac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\dfrac{30 \, \mathrm{N}}{1.0×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3}×10 \, \mathrm{N/kg}}=3×10^{-3} \, \mathrm{m}^{3} $,砖块的密度 $ \rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{5.4 \, \mathrm{kg}}{3×10^{-3} \, \mathrm{m}^{3}}=1.8×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $。
(3)不计液面变化,砖块刚浸没时下表面距水面距离 $ h'=70 \, \mathrm{cm}-40 \, \mathrm{cm}=30 \, \mathrm{cm}=0.3 \, \mathrm{m} $,砖块下底面受到水的压强 $ p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh'=1.0×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3}×10 \, \mathrm{N/kg}×0.3 \, \mathrm{m}=3×10^{3} \, \mathrm{Pa} $。
答案:(1)$ 30 \, \mathrm{N} $ (2)$ 1.8×10^{3} \, \mathrm{kg/m}^{3} $ (3)$ 3×10^{3} \, \mathrm{Pa} $
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