Question

【題目】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，某同學進行了下圖所示的實驗：

（1）你覺得合理的實驗順序是_____________。

（2）選用其他液體多次實驗后，可得出結論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小__________。

（3）圖乙中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程中，合金塊所受的浮力_________（填“變大”、“不變”或“變小”）。

（4）合金塊的密度是______________。

Answer 1

【答案】 丁甲乙丙（或甲丁乙丙） 等于它排開液體所受的重力 不變 4×103kg/m3

【解析】（1）合理的實驗順序是：甲、測出實心合金塊所受的重力；丁、測出空桶所受的重力；乙、把合金塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，測出合金塊所受的浮力，收集合金塊排開的水；丙、測出桶和排開的水所受的重力；（2）由圖中數據可知，合金塊受到的浮力：F浮=2.0N-1.5N=0.5N，合金塊沒入水中后排開水的重力：G排水=G桶和水-G空桶=1.0N-0.5N=0.5N，可得到的初步結論是：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力；接下來他的操作是：換用不同的合金塊重復以上實驗，然后比較浮力和排開液體的重力，得出普遍適用的結論；（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G=mg可得，合金塊的質量：

m=G/g，金屬塊完全浸沒時排開水的體積：V排=F浮/ρ水g，因為合金塊浸沒入水中，所以V=V排，則合金塊的密度：ρ=m/V=（G/g）/（F浮/ρ水g）=G/（F浮ρ水）=2.0N/（0.5N×1.0×103kg/m3）=4×103kg/m3。