小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如下图所示的探究。
实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3 , 取g=10N/kg)
分析图象可知:
①曲线(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体的密度为kg/m3。
如图所示,没有水玻璃水槽中一正方体木块,在水槽口下方设有固定的水平金属网。现缓慢向水槽中注水,使水槽内水面上升,直到水面与水槽口相平.则在注水过程中,浮力是如何变化的,请在坐标中画出大致的图像,并说出各段变化的理由。
步骤Ⅰ:按图甲制作好秤杆,提起提纽,移动秤砣(小螺母),当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位:g/cm3)。
步骤Ⅱ:按图乙所示,将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底),提起提纽,移动秤砣,当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ:测量酒的密度。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号
1
2
3
4
5
6
7
液体密度ρ液(g/cm3)
—
0.8
1.0
1.2
1.4
1.9
2.0
电子秤示数F拉(N)
0.4
3.6
3.5
3.4
3.3
2.6
3.0
浮力大小F浮(N)
0.5
X
0.7
【交流分析】
【知识应用】根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法。