如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是 ,高 并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。某实验小组利用这两个器材探究:当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至 刻度处(图中己标出),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入列水中的深度 先后是: , , 、 ,读出容器底到水面对应增加深度△ ,利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力 和水对容器底增加的压强△ ,结果如下表:
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0.4 |
0.8 |
1.2 |
1.6 |
△ |
100 |
200 |
300 |
400 |
(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成 ,如果物体浸没后继续增大它在水中的深度, 和△ 都 (选填“增大”或“不变”或“减小” ;
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于 物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为 (柱状容器底面积为 ,那么△ (用所给物理量字母表示);
(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积 ,圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是 。
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