Question

6．小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．圖甲表示探究過程及有關數據．

（1）分析圖B、C、D，說明浮力大小跟排開液體的體積有關．
（2）分析圖DE兩圖，說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）生活中很多物體漂浮在水面，小明想探究“物體漂浮在液面時，所受浮力與自身重力的關系”，即物體漂浮的條件．他用圖乙的器材進行下面實驗步驟，請回答有關問題：
①向量筒中注入適量的水V₁=30ml．；
②在質量約為幾克的小塑料瓶中放入適量的螺絲釘，使它能浮在水面上；
問題：小塑料瓶本身就能浮在水面，而實驗時為什么還要放入適量的螺絲釘呢？請說明“放入適量螺絲釘”的好處使小塑料瓶重些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使小塑料瓶有較大的體積浸在水中，減小實驗誤差；
③如圖丙測出放有螺絲釘的小塑料瓶的重力G=0.6N；
④將小塑料瓶放到量筒中漂浮，靜止時讀出水面對應的刻度V₂=90ml．；則小塑料瓶所受浮力是0.6N．．
⑤比較測量結果，可以初步得出結論是：物體漂浮時浮力等于自重．

Answer 1

分析 （1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關系，從而得出結論．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片．
（3）②因塑料瓶質量較輕，故用彈簧秤測量時誤差較大，應增大塑料瓶的質量，同時增大浸入水中的體積；
③根據指針位置讀數即可；
④利用排水法求出塑料瓶排開水的體積，再由阿基米德原理求塑料瓶受到的浮力
⑤由物體的浮沉條件可知需比較的物體量．

解答 解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，這說明：浮力大小與物體排開液體的體積有關．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）②因塑料瓶質量較小，故彈簧測力計的示數及浸入水中部分均較小，故為了增大彈簧測力計的示數可以放入螺絲釘使塑料瓶重一些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使塑料瓶有較大體積浸在水中，減小實驗誤差；
③由圖丙可知，放有螺絲釘的小塑料瓶的重力G=0.6N；
④量筒內的水變化了V₂-V₁，說明塑料瓶浸入水中的體積為V₂-V₁=90ml-30ml=60ml=60cm³=6×10^-5m³．
由阿基米德原理推導公式可得：F_浮=ρ_水（V₂-V₁）g=1.0×10³kg/m³×6×10^-5m³×10N/kg=0.6N；
⑤要得出物體漂浮的條件，應比較浮力與重力的大小關系．
故答案為：（1）排開液體的體積；（2）DE；
（3）使小塑料瓶重些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使小塑料瓶有較大的體積浸在水中，減小實驗誤差；0.6；0.6；自重．

點評 本實驗考查了學生對物體的漂浮條件和阿基米德原理的掌握和運用，難度較大，應認真審題結合所學過的實驗知識進行解答；分析時注意如何減小實驗誤差．