Question

10．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，小明在老師的指導下設計了如圖所示的實驗探究其中的規律：
（1）用一個可以密閉的塑料小桶裝上適量的細沙，如圖（a），測出它們的重力為1.2N．
（2）將密閉的塑料小桶浸沒在水中，記下此時彈簧測力計的示數為0.4N，如圖（c），則這個小桶受到的浮力等于0.8N，可以算出小桶的體積是80cm³．
（3）若選用的操作是a、c、d，可探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的關系．
（4）把一個重為0.5N的鐵塊放入步驟（1）中密閉的塑料小桶內，將其浸沒在水中，記下此時彈簧測力計的示數為0.9N，如圖（e），則此時小桶受到的浮力是0.8N，可以說明浸沒在液體中的物體受到的浮力與無關．
（5）若要探究浮力大小與物體排開液體體積是否有關，應選用的操作是e、f（填序號）．
（6）若要驗證阿基米德原理，你認為還應該測量的是物體排開水的重力．
（7）你對步驟（1）中“適量的細沙”的理解是：一是空燒杯能浸沒在水中，二是當空燒杯浸沒在水中，水和燒杯的總重力不能超過彈簧測力計的最大刻度值．

Answer 1

分析 （2）小桶受到的浮力等于重力與測力計示數之差；因為浸沒，所以V_排=V_物，利用F_浮=ρgV_排可求得小桶的體積；
（4）把一個重為0.5N的鐵塊放入步驟（1）中密閉的塑料小桶內，根據F_浮=G-F_拉求得浮力；
（5）探究浮力與排開液體體積的關系，需保持液體的密度不變；
（6）在探究阿基米德原理實驗中，應測出物體所受浮力及排開液體的重力比較得出結論．
（7）“適量”有兩層含義：一是空燒杯能浸沒在水中，二是當空燒杯浸沒在水中，水和燒杯的總重力不能超過彈簧測力計的最大刻度值．

解答 解：（2）這個小桶受到的浮力等于F_浮=G-F_拉=1.2N-0.4N=0.8N；
由F_浮=ρgV_排可得，小桶的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-5m³=80cm³，
（4）把一個重為0.5N的鐵塊放入步驟（1）中密閉的塑料小桶內，則小桶的重力G′=1.2N+0.5N=1.7N，
此時此時小桶受到的浮力${F}_{浮}^{′}$=G′-${F}_{拉}^{′}$=1.7N-0.9N=0.8N，由此可以說明浸沒在液體中的物體受到的浮力與無關．
（5）若探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，應控制液體密度相同而物體排開液體的體積不同，由圖示實驗可知，應選用的操作是e、f；
（6）為了驗證阿基米德原理，實驗需要比較物體受到的浮力與排開水的重力；
（7）“適量的細沙”的有兩層含義：一是空燒杯能浸沒在水中，二是當空燒杯浸沒在水中，水和燒杯的總重力不能超過彈簧測力計的最大刻度值．
故答案為：（2）0.8；80；（4）0.8；（5）e、f；（6）物體排開水的重力；（7）一是空燒杯能浸沒在水中，二是當空燒杯浸沒在水中，水和燒杯的總重力不能超過彈簧測力計的最大刻度值．

點評 此題是探究浮力的實驗，浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關，在探究過程中應注意控制變量法的應用，同時探究了阿基米德原理，在實驗中注意測量的物理量和測量的順序．