Question

為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開液體所受的重力的關(guān)系，某同學(xué)進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：

（1）你覺得合理的實(shí)驗(yàn)順序是______．
（2）選用其他液體多次實(shí)驗(yàn)后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于______．
（3）圖乙中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，合金塊所受的浮力______ （填“變大”、“不變”或“變小”）．
（4）為了探究物體的浮沉條件，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、金屬塊、細(xì)線、水及其他簡(jiǎn)單輔助器材．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按如圖甲的方法測(cè)出金屬塊受到的重力，大小為______N． ②按如圖乙的方法測(cè)出金屬塊浸沒在水中時(shí)排開水的體積，大小為______cm³． ③用公式F_浮=ρ_水gV排計(jì)算金屬塊浸沒在水中受到的浮力，大小為______N．④比較金屬塊浸沒在水中受到的浮力和金屬塊受到的重力大小，可知金屬塊浸沒在水中時(shí)會(huì)______（填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）要先測(cè)合金塊的重力和空桶的重力，然后再把金屬塊沒入水中，測(cè)出合金塊受到的浮力，最后再測(cè)出桶和溢出水的重力；
（2）已知物重和浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，兩者之差就是浮力，然后根據(jù)丙丁可知排開液體的重力．
（3）物體在液體中受到的浮力與液體密度和排開液體體積有關(guān)，浮力是否變化，從液體密度和排開液體體積是否變化分析．
（4）①利用測(cè)力計(jì)的讀數(shù)方法可以讀出金屬塊受到的重力．
②量筒中兩次液面對(duì)應(yīng)的體積之差，就是金屬塊排開的水的體積．
③根據(jù)阿基米德原理可以求出此時(shí)金屬塊受到的浮力大小．
④根據(jù)金屬塊的重力和浮力的大小關(guān)系利用物體的浮沉條件可以確定金屬塊浸沒在水中時(shí)的狀態(tài)．
解答：解：（1）合理的實(shí)驗(yàn)順序是：甲、測(cè)出實(shí)心合金塊所受的重力；
丁、測(cè)出空桶所受的重力；
乙、把合金塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，測(cè)出合金塊所受的浮力，收集合金塊排開的水；
丙、測(cè)出桶和排開的水所受的重力．
故順序?yàn)椋杭锥∫冶�（丁甲乙丙）�?br />（2）根據(jù)甲圖可知，合金的重力為2N；根據(jù)乙圖可自，合金完全浸沒在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.5N，故物體受到的浮力為F_浮=G-G′=2N-1.5N=0.5N；
根據(jù)丙丁兩圖可知，排開水的重力為：1N-0.5N=0.5N；因此可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于排開液體的重力．
（3）浸沒后，物體在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，排開水的體積不變，水的密度不變，故所受浮力不變．
（4）①根據(jù)指針?biāo)�在的位置以及刻度盤上所示的刻度，可以知道金屬塊受到的重力為：2.2N．
②量筒中原來(lái)水的體積為：20cm³，現(xiàn)在水和金屬塊的總體積為40cm³，金屬塊的體積為總體積減去原來(lái)水的體積，故為：20cm³．
③金屬塊受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.2N．
④由于金屬塊受到的重力大于其浸沒在水中時(shí)受到的浮力，故金屬塊下沉．
故答案為：（1）甲丁乙丙（丁甲乙丙）；（2）排開液體的重力；（3）不變；（4）2.2；20；0.2；下沉．
點(diǎn)評(píng)：此題的難度不大，重點(diǎn)對(duì)阿基米德原理的理解、測(cè)力計(jì)的讀數(shù)、量筒的使用、影響浮力的因素、物體的浮沉條件等基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的考查．