解:$ (1) $由题意得,$V_{排} = Sh$,所以$F_{浮} = ρg Sh$。
$ $又$F_{浮} = G$,因此$G = ρg S h$,整理得$h = \frac {G}{ρg S}$。
$ $所以$h $是关于$ρ $的反比例函数,反比例系数$k = \frac {G}{gS}$。
$ (2) ① $将$G=0.4\ \mathrm {N}$,$ρ=0.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$,$g=10\ \mathrm {N/kg}$,$S=2×10^{-4}\ \mathrm {m^2}$代入$h=\frac {G}{ρg S}$:
$ h = \frac {0.4}{0.8×10^3 × 10 × 2×10^{-4}} = 0.25\ \mathrm {m}$
$ $故浸入深度$h $为$0.25\ \mathrm {m}$。
$ ② $由$h=\frac {G}{ρg S}$变形得$ρ= \frac {G}{h g S}$,代入$h=0.2\ \mathrm {m} $及已知数值:
$ ρ= \frac {0.4}{0.2 × 10 × 2×10^{-4}} = 1×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$
$ $故该液体的密度$ρ $为$1×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$。
$ (3) $由$h=\frac {k}{ρ}$可得$k = hρ$,代入已知条件:
$ 0.12 × 1×10^3 = 0.15 ρ$
$ $解得$ρ= 0.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$
$ $故另一种液体的密度为$0.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$。
$ (4) $增加质量$m $时,浸入深度$h_{增大}$;增加底面圆半径$r$时,浸入深度$h_{减小}$。
理由如下:
$ $由$G=mg$,代入$h=\frac {G}{ρg S}$得$h = \frac {mg}{ρg S} = \frac {m}{ρS}$,在$ρ$、$S $不变时,$h_{随}m $的增大而增大。
$ $又底面积$S=π r^2$,代入得$h = \frac {m}{ρπ r^2}$,在$ρ$、$m $不变时,$h_{随}r$的增大而减小。