30．（2019春•郾城区期末）为了探究“物体的浮沉条件”，灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验，如图所示。
步骤一、用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。
（2）图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ，这说明物体所受浮力大小与 有关；BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”、“无关）。
（3）步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。
（4）灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，分析可得出结论：物体上浮的条件是 。
（5）当玻璃瓶刚好浸没时，下表面受到水的压强为 Pa。
（6）细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，请教后得知这表示玻璃瓶的容积，于是他灵机一动，在装有铁块的玻璃瓶内装满水，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 kg/m3。
【答案】：（1）1.8；（2）变大；物体排开液体的体积；无关；（3）1.8N；（4）浮力大于物体重力；（5）600；（6）3.3×103。
【解析】：（1）由图丙知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力，即G＝2.4N；当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小，说明瓶子浸没在水中，示数为0.6N，所以受到的浮力：F浮＝G﹣F＝2.4N﹣0.6N＝1.8N；
（2）由图象知，AB段随着瓶子进入水中体积的增大，瓶子受到的弹簧测力计拉力逐渐减小，根据F浮＝G﹣F知，瓶子受到的浮力增大，说明物体受到的浮力大小与排开水的体积有关；BC段为物体浸没后，随着深度的增加，其排开水的体积并未改变，浮力不变，可知浮力的大小与浸没的深度无关；
（3）浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关，空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等，所以受到的浮力相等，都为1.8N，故在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时到的浮力为1.8N；
（4）物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力，即F浮＞G；
（5）由图丙可知，当h＝6cm＝0.06m时，玻璃瓶刚好浸没，此时瓶底受到的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa；
（6）由图甲知，空瓶的重力G瓶＝1.4N，瓶子和铁块的总重力G＝2.4N，
铁块重力：G铁＝G﹣G瓶＝2.4N﹣1.4N＝1N，
由题知，图丁中时弹簧测力计示数，即瓶子、水和铁块的总重力：G总＝3.1N，
所以装入水的重力：G水＝G总﹣G＝3.1N﹣2.4N＝0.7N，
加入水的体积：V水＝
＝
＝7×10﹣5m3＝70cm3，
铁块的体积：V＝V容积﹣V水＝100cm3﹣70cm3＝30cm3，
所以铁块密度：ρ＝
＝
≈3.3×103kg/m3。
故答案为：（1）1.8；（2）变大；物体排开液体的体积；无关；（3）1.8N；（4）浮力大于物体重力；（5）600；（6）3.3×103。
步骤二、用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
步骤三、将一个铁块装入玻璃瓶并盖上盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
步骤四、取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。
（2）图丙中AB段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ，这说明物体所受浮力大小与 有关；BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”、“无关）。
（3）步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。
（4）灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，分析可得出结论：物体上浮的条件是 。
（5）当玻璃瓶刚好浸没时，下表面受到水的压强为 Pa。
（6）细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，请教后得知这表示玻璃瓶的容积，于是他灵机一动，在装有铁块的玻璃瓶内装满水，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 kg/m3。
【答案】：（1）1.8；（2）变大；物体排开液体的体积；无关；（3）1.8N；（4）浮力大于物体重力；（5）600；（6）3.3×103。
【解析】：（1）由图丙知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力，即G＝2.4N；当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小，说明瓶子浸没在水中，示数为0.6N，所以受到的浮力：F浮＝G﹣F＝2.4N﹣0.6N＝1.8N；
（2）由图象知，AB段随着瓶子进入水中体积的增大，瓶子受到的弹簧测力计拉力逐渐减小，根据F浮＝G﹣F知，瓶子受到的浮力增大，说明物体受到的浮力大小与排开水的体积有关；BC段为物体浸没后，随着深度的增加，其排开水的体积并未改变，浮力不变，可知浮力的大小与浸没的深度无关；
（3）浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关，空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等，所以受到的浮力相等，都为1.8N，故在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时到的浮力为1.8N；
（4）物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力，即F浮＞G；
（5）由图丙可知，当h＝6cm＝0.06m时，玻璃瓶刚好浸没，此时瓶底受到的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa；
（6）由图甲知，空瓶的重力G瓶＝1.4N，瓶子和铁块的总重力G＝2.4N，
铁块重力：G铁＝G﹣G瓶＝2.4N﹣1.4N＝1N，
由题知，图丁中时弹簧测力计示数，即瓶子、水和铁块的总重力：G总＝3.1N，
所以装入水的重力：G水＝G总﹣G＝3.1N﹣2.4N＝0.7N，
加入水的体积：V水＝
＝＝7×10﹣5m3＝70cm3，铁块的体积：V＝V容积﹣V水＝100cm3﹣70cm3＝30cm3，
所以铁块密度：ρ＝
＝≈3.3×103kg/m3。故答案为：（1）1.8；（2）变大；物体排开液体的体积；无关；（3）1.8N；（4）浮力大于物体重力；（5）600；（6）3.3×103。
