Question

【題目】熱愛物理的小明同學認為物體所受浮力大小應該與液體多少有關，為了驗證自己的想法是否正確他設計了如下實驗，將蘋果放入燒杯并逐漸向燒杯中加水，看到如圖A、B、C所示的情景：

（1）比較A、B、C圖可知：_____圖中蘋果受到的浮力較小，從_____圖可以判斷蘋果的密度_____（選填“大于”、“等于”或“小于”）水的密度；

（2）分析B、C兩圖可知，浮力大小與燒杯中水的多少_____（選填“有關”或“無關”）；

（3）若小明將蘋果放入裝滿鹽水的燒杯中，蘋果靜止時受到的浮力與C圖相比_____（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若小明將蘋果從鹽水中取出，再用水把燒杯加滿，則與蘋果取出前相比，燒杯底受到的壓力_____（選填“變大”、“不變’’或“變小”）；

（4）為了測出蘋果的密度，小明把裝有適量水的燒杯放在電子秤上（圖D），電子秤的示數是502.0g；再將蘋果輕放到水中，蘋果漂浮（圖E），電子秤的示數是670.7g；小明又用牙簽將蘋果壓入水中浸沒（圖F，沒有水溢出）．電子秤的示數是702.0g；那么，蘋果的體積是_____cm3．密度是_____g/cm3；

（5）小明用牙簽將蘋果壓入水中浸沒時所用的力是_____N。

Answer 1

【答案】A B或C 小于 無關 不變 變小 200 0.8435 0.313

【解析】

（1）比較ABC三個圖，液體的密度不變，A圖中蘋果排開水的體積最小，蘋果受到的浮力最小；由B或C圖可知，蘋果漂浮在水面上，蘋果的密度小于水的密度；

（2）BC兩圖可知，蘋果漂浮在水面上，蘋果處于平衡狀態，由平衡條件可知，蘋果受到的浮力等于蘋果的重力，兩種情況下，蘋果的重力不變，則蘋果受到的浮力不變，而B、C中水的體積不同，由此可知，浮力大小與燒杯中水的多少無關；

（3）將蘋果放入裝滿鹽水的燒杯中，蘋果漂浮的液面上，蘋果重力不變，由漂浮條件F浮=G可知，受到的浮力不變；

將蘋果從鹽水中取出，再用水把燒杯加滿，液體密度變小，液體的深度不變，由F=pS＝ρghS可知，燒杯底受到的壓力變小；

（4）由圖DE可得出蘋果的質量：m=670.7g﹣502.0g=168.7g，

由DF圖可知蘋果浸沒在水中時受到的浮力，F浮=（0.702kg﹣0.502kg）×10N/kg=2N，

由F浮＝ρ水gV排可得，蘋果體積V=V排==2×10-4m3＝200cm3，

所以蘋果密度：ρ==0.8435g/cm3。

（5）用牙簽將蘋果壓入水中浸沒時，蘋果受到浮力、重力和壓力，這三個力是平衡力，

所以F壓=F浮-G=2N-0.1687kg×10N/kg=0.313N。