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小宁为了研究浸入水中的物体所受浮力的变化规律,设计了如图所示的实验,他将*簧测力计上端固定,下端挂一粗细均匀的圆柱体金属块A,其长度为L。开始时,他将金属块A完全浸没在水中,容器的底部装有一由阀门B控制的出水口。实验时,他打开阀门B缓慢放水,放到*簧测力计的读数不再变化为止,立即关闭阀门B。在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出*簧测力计示数的最小值和最大值分别为F1和F2,已知水的密度为ρ水.
则金属块A受到的最大浮力为 .金属块A的密度为 .*簧测力计的示数从最小值变化到最大值的过程中其示数F随圆柱体金属块A的下端侵入水中的深度χ的变化规律为 .
【回答】
F2-F1 ρ水F2/(F2-F1) F=F2-(F2-F1)x/L (0≤χ≤L )
解析:当金属块没有接触水面时,*簧测力计的示数最大,金属块完全浸入水中,浮力最大,*簧测力计的示数最小,所以最大浮力为Fm= F2-F1。由Fm=ρ水gV和F2=ρgV可得金属块的密度是ρ=ρ水F2/(F2-F1)。设金属块截面积为S,金属块A的下端侵入水中的深度为χ时,排开水的体积为Sx,所受浮力为F浮=ρ水gSx,而S=V/L,*簧测力计的示数F=F2-F浮,联立解得F=F2-(F2-F1)x/L, ( 0≤χ≤L )。
知识点:八年级下
题型:填空题
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