Question

16．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系，某同學進行了如圖所示的實驗：

（1）此實驗能驗證阿基米德原理．甲圖中彈簧測力計的示數是2N．
（2）請在乙圖中用力的示意圖把合金塊所受浮力的三要素表示出來．
（3）圖乙中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程中，合金所受的浮力不變（填“變大”、“不變”或“變小”）．
（4）若將乙圖中燒杯里的水換成密度較大的鹽水，測力計示數將變小．

Answer 1

分析 （1）阿基米德原理的內容：浸在液體中物體受到的浮力，大小等于被它排開的液體受到的重力；要驗證阿基米德原理就要測出物體的浮力，可根據F_浮=G-F_示得出，再根據G=F_示數+F_浮計算彈簧測力計的示數；
（2）浮力作用在物體的重力，方向豎直向上；
（3）物體所受浮力的大小與排開液體的體積和液體的密度有關，與浸沒的深度無關；
（4）根據阿基米德原理的變形公式判斷浮力大小變化，再根據平衡力的特點判斷彈簧測力計示數的變化．

解答 解：（1）圖中實驗可以驗證阿基米德原理，浸在液體中物體受到的浮力，大小等于被它排開的液體受到的重力，所以合金塊受到的浮力F_浮=0.5N，所以G=F_示數+F_浮=0.5N+1.5N=2N；
（2）合金塊受到的浮力F_浮=1.0N，浮力作用在物體的重力，方向豎直向上，如圖所示：

（3）由阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力大小只與液體的密度和排開液體的體積有關．
當合金塊浸沒在水中時，不論是向下勻速運動還是向上勻速運動，只要始終是沒入水中，則V_排一定，所受浮力不變．
（4）由F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力跟液體的密度和排開液體的體積有關，在物體排開液體的體積不變時，將圖乙燒杯中的清水換成鹽水，則液體的密度增大，浮力增大；
由G=F+F_浮可知，當重力不變，浮力增大時，彈簧測力計的示數變小．
故答案為：（1）阿基米德原理；2N；（2）見上圖；（3）不變；（4）小．

點評 本題考查了探究浮力大小的實驗，重點要注意的是浮力的大小也浸沒的深度無關，在分析數據時，要注意當物體沉底時，所受的力屬多個力的平衡，要會進行受力分析．