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:
|
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
。