Question

同學們在探究“水對物體的浮力”的實驗．用彈簧測力計吊著一只裝滿水的小塑料袋（袋內不留空氣，袋的質量不計．）在空氣中稱其重如圖甲所示．之后再把這袋水逐漸浸沒水中（不碰容器壁），發現測力計的示數逐漸減小為零．
則：
（1）浸沒在水中的水袋受到的浮力是______N．可初步得物體受到的浮力______物體排開液體的重力的結論（填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）顯然上面的結論有特殊性，為使結論比較具有普遍性，同學們用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有相同體積的水和酒精），又進行了如乙圖所示的實驗．
請你按圖說明他們的探究思路（在說明過程中，需數據支持，請寫出必要的計算過程）．（ρ_水=1.0×10³kg/kg³，ρ_酒精=0.8×10³kg/m³，g=10N/kg）（圖中所標序號不代表實驗順序）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據彈簧測力計的分度值讀出水的重力，根據二力平衡的條件可知物體所受的浮力與排開液體的重力相等．
（2）根據稱重法分別求出各圖中物體不完全浸沒或浸沒時所受到的浮力，由圖可知液體排開液體的體積等于現在容器液體的體積減掉原來液體的體積，再根據G=mg和密度公式求出各圖中排開液體的重力，對每次實驗兩者的大小即可得出結論．
解答：解：（1）由圖可知彈簧測力計的分度值為0.2N，所以空氣中裝滿水小塑料袋的重力為2.8V，
當這袋水逐漸浸沒水中時，測力計的示數逐漸減小為零，根據二力平衡的條件可知此時裝滿水的小塑料袋受到的重力和浮力相等，
故可初步得物體受到的浮力等于物體排開液體的重力的結論．
故答案為：2.8；等于．
（2）A、物體在液體中，在不浸沒時，受到的浮力與排開液體的重力相等，
a、由圖①，根據力的平衡條件有G_物=F₁=10N，
由圖②有F_浮1=G_物-F₂=10N-9N=1N，
由①②對比知：G_排1=m_排1g=ρ_水V_排1g=1.0×10³kg/m³×（600-500）×10^-6m³×10N/kg=1N，
由此可知F_浮1=G_排1；
b、同理，由圖③有F_浮2=G_物-F₃=10N-8N=2N，
由①③對比知：G_排2=m_排2g=ρ_水V_排2g=1.0×10³kg/m³×（700-500）×10^-6m³×10N/kg=2N，
由此可知F_浮2=G_排2；
c、同理，由圖④有F_浮3=G_物-F₄=10N-8.4N=1.6N，
由①④對比知：G_排3=m_排3g=ρ_酒精V_排3g=0.8×10³kg/m³×（700-500）×10^-6m³×10N/kg=1.6N，
由此可知F_浮3=G_排3；
B、物體浸沒在液體中時，受到的浮力與排開液體的重力相等．
a、同理，由圖⑤有F_浮4=G_物-F₅=10N-7N=3N，
由①⑤對比知：G_排4=m_排4g=ρ_水V_排2g=1.0×10³kg/m³×（800-500）×10^-6m³×10N/kg=3N，
由此可知F_浮4=G_排4；
b、同理，由圖⑥有F_浮5=G_物-F₆=10N-7.6N=2.4N，
由①⑥對比知：G_排5=m_排5g=ρ_酒精V_排5g=0.8×10³kg/m³×（800-500）×10^-6m³×10N/kg=2.4N，
由此可知F_浮5=G_排5．
比較以上分析過程，得出具有較普遍意義的結論，即F_浮=G_排．
點評：本題考查了探究“水對物體的浮力”的實驗，涉及到了密度的計算、重力的計算、浮力的計算等，關鍵是根據圖象得出排開液體的體積和知道實驗時要分物體浸沒與不浸沒兩種情況進行實驗．