试题

小明很善于思考，小明想：浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢？
（1）小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计，进行了如下探究：
①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m₁；
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G；
③如图所示，将圆柱体部分浸入烧杯的水中，静止在某一深度，
记下弹簧测力计的示数 F，则圆柱体所受水的浮力为（用弹簧测力计所测得的量来表示）；此时向天平的右盘加上适量的砝码，使天平重新平衡，记下天平的读数m₂，则圆柱体对水的压力为（用天平所测得的量来表示）．
（2）下表为小明和小红记录的实验数据：（表中h₂＞h₁）

圆柱的位置	圆柱体的重力 G/N	弹簧测力计的示数F/N	烧杯和水的总质量m1/g	天平的读数m2/g
圆柱体部分浸入	2.6	2.4	180	200
圆柱体浸没深度h1	2.6	2.2	180	220
圆柱体浸没深度h2	2.6	2.2	180	220

①通过分析表格中的数据，可以知道：圆柱体浸没在水中所受的浮力为N，圆柱体对水的压力为N．
②通过分析表格中的数据，可以得出：浮力的大小（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外他们还发现：物体浸没前浮力与浸入的深度（选填“有关”、“无关”）．除此以外，你还能发现什么规律．
③由表格中的数据可知，该圆柱体的密度为 kg/m³．

解：
（1）弹簧测力计在空中和水中的读数之差等于浮力，即浮力为：F_浮=G-F；
物体对液体的压力等于增加砝码的重力，F_压=（m₂-m₁）g．
故答案为：G-F；（m₂-m₁）g．
（2）①圆柱体浸没在水中，应取第二、三两组数据：
浮力F_浮=2.6N-2.2N=0.4N；物体对液体的压力F_压=（m₂-m₁）g=（0.22kg-0.18kg）×10N/kg=0.4N；
∴F_浮=F_压
②由一、二组数据可得：一组浮力0.2N，二组浮力0.4N，但二组圆柱体深度大于一组，说明物体浸没前浮力与浸入的深度有关；
由二、三组数据可得：二组浮力0.4N，三组浮力0.4N，但三组圆柱体深度大于二组，说明物体浸没后浮力与浸入的深度无关．
③二、三组数据看出物体已浸没水中，F_浮=ρ_水gV_排，
∴圆柱体体积V=V_排=

F浮

ρ水g

，圆柱体的质量m=

G

g

因此圆柱体的密度：ρ=

m

V

=

G

g

×

ρ水g

F浮

=

Gρ水

F浮

=

2.6N×1×103kg/m3

0.4N

=6.5×10³kg/m³
故答案为：①0.4；0.4；
②等于；有关；物体浸没后浮力与浸入的深度无关；
③6.5×10³．