Question

把空的易拉罐逐漸壓進水中的同時，小明感到罐對手的壓力越來越大．因此他猜想“物體所受的浮力與物體所處的深度有關”．他用彈簧測力計下掛一金屬柱，把它逐漸放入水中．

（1）小明根據測力計的示數，得出結論：金屬柱在水中的深度越深，所受的浮力越小；
小軍做了另一組實驗，得出另一個的結論：浸沒的金屬柱所受的浮力都是6.6N，與深度無關；
請你從兩位同學的結論中任選一個，判斷其是否正確，并說出理由．
（2）如果把這金屬柱直接放在水中如圖所示，根據小明和小軍的實驗可以推斷，此時金屬柱所受的浮力大小為______N；
（3）根據上述實驗的全部數據，進一步得到金屬柱的質量是：______kg；金屬體的密度是______kg/m³．

Answer 1

【答案】分析：小明的結論是錯誤的，金屬柱在完全浸沒在水中以前，從圖中數據可以看出，在水中越深，彈簧測力計的示數越來越小，而浮力F_浮=G-F_拉就會越來越大；小軍的結論也是錯誤的，對于完全浸沒在水中的物體，浮力大小與深度無關，但是浮力不是6.6N，而應是F_浮=G-F_拉=9.6N-6.6N=3N．根據公式m=計算出物體的質量，再根據公式計算金屬體的體積V=V_排=，最后根據公式ρ=計算出金屬體的密度．
解答：解：（1）小明的結論是錯誤的，金屬柱在完全浸沒在水中以前，從圖中數據可以看出，在水中越深，彈簧測力計的示數越來越小，而浮力F_浮=G-F_拉就會越來越大；
（2）金屬體完全浸沒在水中以后，F_浮=ρ_水gV_排可知，ρ_水和V_排不變，因此浮力不變，但是浮力大小不是6.6N，而是F_浮=G-F_拉=9.6N-6.6N=3N．
故答案為：3N．
（3）金屬體的質量：m===0.96kg
金屬體的體積：V=V_排===3×10^-4m³
金屬體的密度為：ρ===3.2×10³kg/m³
故答案為：0.96kg；3.2×10³kg/m³．
點評：此題主要考查浮力的計算公式F_浮=ρ_水gV_排、F_浮=G-F_拉的理解和應用，以及質量和密度的計算公式的正確理解和靈活運用，只要學生能夠正確的理解了公式，掌握公式中每一個物理量的對應物理意義，就能夠熟練的把公式應用到生活中去，充分體現物理來源于生活，又服務于社會的教學理念．