Question

小明很善于思考，小明想：浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢？

（1）如图所示，小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计，进行了如下探究：

①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m₁；

②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G；

③如图所示，将圆柱体部分浸入烧杯的水中，静止在某一深度，记下弹簧测力计的示数 F，则圆柱体所受水的浮力为    （用弹簧测力计所测得的量来表示）；此时向天平的右盘加上适量的砝码，使天平重新平衡，记下天平的读数m₂，则圆柱体对水的压力为       （用天平所测得的量来表示）．

（2）下表为小明和小红记录的实验数据：（表中h₂＞h₁）

①通过分析表格中的数据，可以知道：圆柱体浸没在水中所受的浮力为    N，圆柱体对水的压力为       N．

②通过分析表格中的数据，可以得出：浮力的大小    （选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外他们还发现：物体浸没前浮力与浸入的深度有关。除此以外，你还能发现什么规律        。

③由表格中的数据可知，该圆柱体的密度为          kg/m³．

Answer

（1）G-F；（m2 -m1 ）g；（2）①0.4；0.4；②等于；有关；物体浸没后浮力与浸入的深度无关；③6.5×103

【解析】

试题分析：（1）弹簧测力计在空中和水中的读数之差等于浮力，即浮力为：F浮=G-F；物体对液体的压力等于增加砝码的重力，F压=（m2 -m1）g．

（2）①圆柱体浸没在水中，应取第二、三两组数据：浮力F浮 =2.6N-2.2N=0.4N；物体对液体的压力F压 =（m2 -m1）g=（0.22kg-0.18kg）×10N/kg=0.4N；∴F浮=F压

②由一、二组数据可得：一组浮力0.2N，二组浮力0.4N，但二组圆柱体深度大于一组，说明物体浸没前浮力与浸入的深度有关；由二、三组数据可得：二组浮力0.4N，三组浮力0.4N，但三组圆柱体深度大于二组，说明物体浸没后浮力与浸入的深度无关．

③二、三组数据看出物体已浸没水中，F浮=ρ水gV排 ，∴圆柱体体积V=V排=F浮ρ水g，圆柱体的质量m=G/g

因此圆柱体的密度：ρ=m/V=G/g×ρ水g/F浮=Gρ水/F浮=2.6N×1×103kg/m3/0.4N=6.5×103 kg/m3

考点：探究浮力大小的实验；密度的计算；阿基米德原理