Question

把一块表面干净、边长为10cm的正方形玻璃板挂在弹簧秤的下面．如图甲把玻璃板没入水面以下一定深度处，再

把一块表面干净、边长为10cm的正方形玻璃板挂在弹簧秤的下面．如图甲把玻璃板没入水面以下一定深度处，再慢慢提起玻璃板，整个过程中弹簧秤的示数F与玻璃板上表面上升的高度h的关系图象如图乙所示．（大气压强取105Pa）（1）玻璃板即将离开水面时，弹簧秤的示数最大，可推测玻璃板此时除了受到重力外还受到一个方向向下的力．关于这个力的来历，小明开展了探究：一开始小明猜想是所受的是大气压力，但他很快否定了自己的想法，据计算玻璃板上表面所受的大气压力约为______N，且上、下表面受到的大气压力平衡．那么这个力可能是______．（2）玻璃板的密度约为______kg/m3．

Answer 1

（1）正方形玻璃板的面积：
S=10cm×10cm=100cm²=0.01m²，
由p=

F

S

可得，玻璃板上表面所受的大气压力：
F=pS=10⁵Pa×0.01m²=1000N；
玻璃板即将离开水面时，由于水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，所以示数会大一些．
（2）由图象可知，玻璃板浸没时弹簧测力计的示数F′=1.5N，离开水面时弹簧测力计的示数即为玻璃板的重力G=2.5N，
则玻璃板浸没时，受到的浮力：
F_浮=G-F=2.5N-1.5N=1N，
由F_浮=ρ_水gV_排得，玻璃板的体积：
V=V_排=

F浮

ρ水g

，
由G=mg可得，玻璃板的质量：
m=

G

g

，
则玻璃板的密度：
ρ=

m

V

=

G g

F浮 ρ水g

=

G

F浮

×ρ_水=

2.5N

1N

×1.0×10³kg/m³=2.5×10³kg/m³．
故答案为：（1）1000；水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力；（2）2.5×10³．