Question

小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系．他把金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图所示．
（1）读图可知，图甲中金属块所受到的浮力为______．
（2）由以上的探究实验可知，浮力大小与______和______有关．
（3）该金属块的密度是______．
（4）若烧杯底面积为0.01cm²，金属块在烧杯内浸没后与未放入金属块前比较，水对容器底产生的压强增加了______Pa．

Answer

（1）金属块在液体中受到重力、浮力和弹簧测力计拉力的作用，在数值上重力=浮力+拉力，则F浮=G-F，根据图示求出物体的重力，
由图甲求出弹簧测力计的示数，然后求出金属块受到的浮力．
（2）分析各图示情景，看物体受到的浮力与物体排开液体的体积、浮力与物体排开液体的种类间的关系，然后得出结论．
（3）根据公式F浮=ρ液gV排，得V排=，根据物体完全浸没时的浮力计算出物体的体积．
由G=mg得m=，从而由物体的重力计算出物体的质量，根据公式ρ=计算出物体的密度．
（4）根据物体体积求出物体放入水中后水面上升的高度，然后由液体压强公式求出水对容器底压强的增加量．
【解析】
（1）由第一幅图可知金属块的重力G=5N，由图甲可知，弹簧测力计对金属块的拉力F=4.4N，
金属块在水中受竖直向下的重力G、向上的拉力F、向上的浮力F浮作用，处于平衡状态，
由平衡条件得：G=F+F浮，则金属块受到的浮力F浮=G-F=5N-4.4N=0.6N．
（2）由甲、乙两实验可知，金属块排开水的体积越大，金属块受到的福利了越大；
由乙与丙两个实验可知，金属块排开液体的体积相同时，液体种类不同，即液体密度不同时，
物体受到的浮力不同，由此可知：物体受到的浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关．
（3）物体的重力为G=5N，∵G=m得，∴m===0.5kg，
由乙图可知：F浮=G-F=5N-4N=1N，
∵F浮=ρ液gV排，
∴金属块的体积V=V排===1×10-4m3，
金属块的密度ρ===5×103kg/m3；
（4）∵金属块排开水的体积V排=V=1×10-4m3，容器的底面积S=0.01m2，V=Sh，
∴金属块浸没在水中后，水面上升的高度△h===0.01m，
金属块在烧杯内浸没后，水对容器底产生的压强增加了：
△P=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa．
故答案为（1）0.6；（2）液体密度；物体排开液体体积；（3）5×103；（4）100．