（2018•達州）小陳同學在老師的指導下完成了以下實驗：①用*簧測力計測出一個帶蓋子的空玻璃瓶的重力，如圖*所...

問題詳情：

（2018•達州）小陳同學在老師的指導下完成了以下實驗：

①用*簧測力計測出一個帶蓋子的空玻璃瓶的重力，如圖*所示；

②用手拿着這個蓋緊瓶蓋的空玻璃瓶浸沒在水中，放手後發現玻璃瓶上浮；

③將一個鐵塊裝入玻璃瓶並蓋緊蓋子，放入水中放手後發現玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶並擦乾瓶上的水，掛在*簧測力計上，保持玻璃瓶豎直，然後從圖乙所示位置慢慢浸入水中，並根據實驗數據繪製了*簧測力計的示數F與玻璃瓶下表面浸入水中深度h的關係圖象如圖*所示。

（1）裝有鐵塊的玻璃瓶全部浸沒在水中時受到的浮力是　   　N。

（2）BC段説明物體受到的浮力大小與浸沒的深度　   　（選填“有關”、“無關）。

（3）在第②*作步驟中空玻璃瓶浸沒在水中時受到的浮力為　   　N。

（4）小陳認真分析以上實驗數據和現象後發現，物體的沉浮與物體的重力和所受浮力有關，其中上浮的條件是　   　。

（5）若圓柱形容器的底面積為100cm2，在乙圖中，當玻璃瓶浸沒後，水又對容器底的壓強增加了　   　Pa。

（6）細心的小陳同學發現玻璃瓶上還標有100ml的字樣，於是在裝有鐵塊的玻璃瓶內裝滿水並蓋上瓶蓋，再用*簧測力計測出總重力，如圖丁所示，此時*簧測力計示數為3.1N，根據以上數據他算出了鐵塊的密度為　   　kg/m3。

【回答】

解：

（1）由圖象知，當瓶子浸入深度為0時，*簧測力計示數為瓶子和鐵塊的總重力，即G=2.2N；

當瓶子浸入深度達到6cm後*簧測力計不再減小，説明瓶子浸沒在水中，示數為0.6N，所以受到的浮力：F浮=G﹣F=2.2N﹣0.6N=1.6N；

（2）由圖象知，BC段瓶子受到的*簧測力計拉力不變，所以受到的浮力不變，説明物體受到的浮力大小與浸沒的深度無關；

（3）浮力的大小與液體密度和物體浸入液體的體積有關，空玻璃瓶浸沒在水中與裝有鐵塊的瓶子浸沒在水中時浸入水中體積相等，所以受到的浮力相等，都為1.6N；

（4）物體上浮的條件是物體受到浮力大於物體重力，即F浮＞G；

（5）由阿基米德原理可得，當玻璃瓶浸沒後，瓶子排開水中體積：

V排===1.6×10﹣4m3，

容器中水面上升體積與V排相等，即：△V=V排=S△h，

所以容器中水面上升高度：△h===1.6×10﹣2m，

所以水又對容器底的壓強增加了：△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣2m=160Pa；

（6）由圖*知，空瓶的重力G瓶=1.4N，瓶子和鐵塊的總重力G=2.2N，

鐵塊重力：G鐵=G﹣G瓶=2.2N﹣1.4N=0.8N，

由題知，圖丁中時*簧測力計示數，即瓶子、水和鐵塊的總重力：G總=3.1N，

所以裝入水的重力：G水=G總﹣G=3.1N﹣2.2N=0.9N，

加入水的體積：V水===9×10﹣5m3=90cm3，

鐵塊的體積：V=V容積﹣V水=100cm3﹣90cm3=10cm3，

所以鐵塊密度：ρ===0.8×103kg/m3。

故*為：（1）1.6；（2）無關；（3）1.6；（4）F浮＞G；（5）160（6）0.8×103。

知識點：測量物質的密度

題型：實驗,探究題