某同学为探究影响浮力大小的因素,准备了大容器、高为h的柱形金属块和高为4h的柱形小桶

4、(2021·吉林长春·T19)某同学为探究影响浮力大小的因素,准备了大容器、高为h的柱形金属块和高为4h的柱形小桶,小桶的底面积是金属块底面积的2倍(不计小桶的质量和厚度,桶壁刻度均匀),探究过程如下:
 
(1)如图甲所示,将金属块放入小桶静止后,弹簧测力计示数为F
(2)如图乙所示,使小桶浸入水中的深度为h时静止,弹簧测力计示数为
(3)如图丙所示,使小桶浸入某种液体(ρ液<ρ水)中的深度为h时静止,弹簧测力计示数为
小桶在图乙、图丙中所受浮力分别为,其大小关系为___________说明浮力的大小与___________有关。
(4)在(3)的基础上,向小桶内缓慢加水,小桶底部所受水的压强逐渐___________。小桶内水的深度为H时停止加水,调节弹簧测力计的高度,使小桶浸入液体中的深度为2h时静止(小桶未触底),弹簧测力计示数为,则___________。
4、【答案】>    液体密度    变大    11∶10    
【解析】
(3)[1][2]小桶在图乙、图丙中,浸入液体中深度相同,底面积相同,由V=Sh可知排开液体的体积相同,小桶在水中受到的浮力
F乙=F-=
小桶在液体中受到的浮力
F丙=F-=
所以
F乙>F
由于
ρ液<ρ
可以得到物体受到的浮力与液体的密度有关。
(4)[3]向小桶内缓慢加水,深度变大,由p=ρgh可知,小桶底部所受水的压强逐渐变大。
[4]小桶浸入某种液体中的深度为h时静止,弹簧测力计示数为,此时受到的浮力是,使小桶浸入液体中的深度为2h时静止(小桶未触底),此时受到的浮力是
F浮1=2F丙=2×=
小桶、金属块和水总重力
G总= F浮1+=+=F
水的重力
G水=G总-G=F-F= 
G水=ρg(V-V金属)
G水=ρg(SH-Sh)=
小桶在水中受到的浮力
F乙=F-=
ρgSh=
由①和②得到
Hh=11∶10
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