Question

【題目】如圖所示，有一柱狀的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度紙)和一底面積是20cm2高8cm并刻有高度的圓柱體(密度大于水的密度，用細(xì)線系著)。某實(shí)驗(yàn)小阻利用這兩個(gè)器材探究：當(dāng)物體浸入柱狀容器的水中時(shí)，水對(duì)容器底增大的壓強(qiáng)與水對(duì)物體的浮力之間有什么關(guān)系。

他們先往容器中加水至10.00cm刻度處（圖中己標(biāo)出）)，再用細(xì)線吊圓柱體，讓圓柱體浸入水中的深度h先后是:2.00cm，4.00cm，6.00cm、8.00cm，讀出容器底到水面對(duì)應(yīng)增加深度△h，利用阿基米德原理公式和液體壓強(qiáng)公式分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的浮力F浮和水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng)△p，結(jié)果如下表

F浮/N	0.4	0.8	1.2	1.6
Δp/Pa	100	200	300	400

(1)分析表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)圓柱體浸入柱狀容器的水中時(shí)，水對(duì)容器底增大的壓強(qiáng)與水對(duì)物體的浮力成________，如果物體浸沒后繼續(xù)增大它在水中的深度，F浮和△p都________（選填“增大”或“不變”或“減小”)；

(2)同學(xué)們又從另一個(gè)角度討論了這種關(guān)系的成因：當(dāng)物體浸入水中時(shí)，水對(duì)物體施加了豎直向上的浮力，由于________________物體對(duì)水也會(huì)施加大小相等的豎直向下的壓力，使容器底部增大的壓力大小為F浮(柱狀容器底面積為S)，那么△p=________(用所給物理量字母表示)；

(3)根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出容器底面積S=________cm2，因此圓柱體浸沒在水中時(shí)，水面所對(duì)的刻度是________cm。

Answer 1

【答案】正比 不變 物體間力的作用是相互的 40 14.00

【解析】

（1）由表格數(shù)據(jù)可知水對(duì)容器底增大的壓強(qiáng)與水對(duì)物體的浮力成正比，物體浸沒后排開液體體積不變，據(jù)公式可知浮力不再變化，同時(shí)浸沒后液體深度不再增加，由可知液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)也不再變化；

（2）水對(duì)物體施加了豎直向上的浮力，物體也對(duì)水也會(huì)施加大小相等的豎直向下的壓力，說明力的作用是相互的，由公式可知 ；

（3）由（2）分析知，即 ，圓柱體的體積為，液體上升的高度為，因此圓柱體浸沒在水中時(shí)，水面所對(duì)的刻度是10cm+4cm=14cm 。