Question

【题目】如图所示，有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度，用细线系着)。某实验小阻利用这两个器材探究：当物体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。

他们先往容器中加水至10.00cm刻度处（图中己标出）)，再用细线吊圆柱体，让圆柱体浸入水中的深度h先后是:2.00cm，4.00cm，6.00cm、8.00cm，读出容器底到水面对应增加深度△h，利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p，结果如下表

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

(1)分析表中数据可知，当圆柱体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成________，如果物体浸没后继续增大它在水中的深度，F浮和△p都________（选填“增大”或“不变”或“减小”)；

(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因：当物体浸入水中时，水对物体施加了竖直向上的浮力，由于________________物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S)，那么△p=________(用所给物理量字母表示)；

(3)根据本次实验数据，计算出容器底面积S=________cm2，因此圆柱体浸没在水中时，水面所对的刻度是________cm。

Answer 1

【答案】正比 不变 物体间力的作用是相互的 40 14.00

【解析】

（1）由表格数据可知水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成正比，物体浸没后排开液体体积不变，据公式可知浮力不再变化，同时浸没后液体深度不再增加，由可知液体对容器底部的压强也不再变化；

（2）水对物体施加了竖直向上的浮力，物体也对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，说明力的作用是相互的，由公式可知 ；

（3）由（2）分析知，即 ，圆柱体的体积为，液体上升的高度为，因此圆柱体浸没在水中时，水面所对的刻度是10cm+4cm=14cm 。