如图甲所示，底面积为S1=100cm2的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，其底面积为S2=80cm2，C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块A的下面与液面的距离，小明同学想利

Question

如图甲所示，底面积为S₁=100cm²的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，其底面积为S₂=80cm²，C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块A的下面与液面的距离，小明同学想利用此装置探究F与h的关系，它先把木块A放入液体中，当木块A静止时，测得木块A的下表面与液面的距离为h₁，小明再用轻杆B向下压，逐渐改变h的大小，并记录下与之相对应的压力F的竖直，依据数据得到了如图乙所示的F-h图象，此过程中液体始终没有溢出（不计传感器C和轻杆B的重力和体积g=10N/kg）

（1）除图甲所给实验器材外，还需要的测量工具是___（选填A．天平B．刻度尺C．量筒）
（2）观察图象，发现可知：
①h₁=___cm，木块A的总高度是___cm．
②在木块A没有浸没之前，当h增大时，压力传感器的示数___，木块A所受浮力___，在木块A浸没后至接触器底之前，压力传感器的示数___，木块A所受浮力___（以上均选填“增大”“缩小”或“不变”）．
③木块A的重力是___N．
（3）利用此实验装置可测该液体的密度，其值为___kg/m³．
（4）木块A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，液体对容器底部产生的压强增加了___Pa．

Answer 1

（1）由乙图是F与h的关系图象，F由压力传感器测量，h的测量需要有刻度尺；
（2）①木块A放入液体中，当木块A静止时，A受到的重力与浮力是一对平衡力，此时压力F=0，由图象可知，h₁=4cm；
当S受压力逐渐浸入液体中时，A的重力、压力F、浮力三个力平衡，可知F=F_浮-G_A，根据F_浮=ρ_液gV_排可知，当A浸没时浮力不再增加，所以此时F保持不变，由图象可知当h=10cm后，F′=6N不变，所以A的总高度h_A=10cm；
②由①分析可知，随着h的增大，A浸入液体的体积增大，所以A受到的浮力增大，根据F=F_浮-G_A，压力传感器示数增大；
A浸没后至接触器底之前，浮力不变，压力传感器的示数保持不变；
③由F=0时，A处于漂浮状态，F_浮=G_A，
即：ρ_液gS₂h₁=G_A…（a）
当A浸没时F_浮′=G_A+F′，
即：ρ_液gS₂h_A=G_A+F′…（b）
（a）÷（b）得：(h1)/(hA)=(GA)/(GA+F′)，
代入数据：(4cm)/(10cm)=(GA)/(GA+6N)，解得：G_A=4N；
（3）A漂浮时F_浮=G_A，
ρ_液gS₂h₁=G_A，
ρ_液×10N/kg×80×10^-4m²×0.04m=4N，
ρ_液=1.25×10³kg/m³；
（4）根据力的相互性，A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等，即△F=F′=G_A+F′，
根据p=(F)/(S)，液体对容器底部增大压强：
△p=(△F)/(S1)=(GA+F′)/(S1)=(4N+6N)/(100×10-4m2)=1000Pa．
故答案为：（1）刻度尺；（2）①4；10；②增大；增大；不变；不变；③4；（3）1.25×10³；（4）1000．