Question

【題目】小明游泳時(shí)發(fā)現(xiàn)，人在水中越往深處走就越覺得所受的浮力越大，由此他猜想：“浮力的大小可能與物體浸入水中的深度有關(guān)或者與物體排開水的體積有關(guān)”，于是他找來一個(gè)金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯和水等器材進(jìn)行了如圖1所示的探究．
（1）分析圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知，物體排開液體的體積越大，所受的浮力就（選填“越大”或“越小”）．
（2）小明繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如圖2所示． 分析圖象可知：描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況的圖象是（選填“a”或“b”）；該金屬圓柱體所受的重力為N，當(dāng)金屬塊完全浸沒水中后所受的浮力是N，金屬塊浸沒水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度（選填“有”或“無”）關(guān)．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，請(qǐng)你再增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，用來研究浮力大小與液體密度的關(guān)系．

Answer 1

【答案】
（1）越大
（2）a；2.7；1.0；無
（3）換用一杯密度不同的液體，將金屬浸沒在液體中，觀察彈簧測(cè)同力計(jì)的示數(shù)，與丁圖比較得出結(jié)論（或往丁圖實(shí)驗(yàn)的燒杯中加入適量的鹽或加入其它能改變水的密度的可溶性物質(zhì)，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）．
【解析】解：（1）比較乙、丙、丁中的實(shí)驗(yàn)可知，物體排開液體的體積增大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越來越小，由F浮=G﹣F示知，物體受到的浮力越來越大，所以，得出的結(jié)論是物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；（2）由上面的分析，在浸沒前金屬塊受到的浮力大小隨排開液體的體積增大而增大，浸沒后排開液體的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知，浮力大小不變，據(jù)此判斷出描述金屬圓柱體所受浮力的變化情況的圖象是a； 當(dāng)物體浸在水中的深度為0時(shí)，根據(jù)二力平衡條件可知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體的重力大小，由圖b知，重力大小為2.7N；
圖a中的水平線即為浸沒后物體受到的浮力大小，為1.0N；
根據(jù)圖a可知，金屬塊浸沒在水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度無關(guān)；（3）研究浮力大小與液體密度關(guān)系時(shí)，要保持物體排開液體的體積不變，根據(jù)稱重法比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小即可，故增加的實(shí)驗(yàn)步驟是：換用一杯密度不同的液體，將金屬浸沒在液體中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，與丁圖比較得出結(jié)論（或往丁圖實(shí)驗(yàn)的燒杯中加入適量的鹽或加入其它能改變水的密度的可溶性物質(zhì)，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）．
所以答案是：（1）越大；（2）a；2.7；1.0；無；（3）換用一杯密度不同的液體，將金屬浸沒在液體中，觀察彈簧測(cè)同力計(jì)的示數(shù)，與丁圖比較得出結(jié)論（或往丁圖實(shí)驗(yàn)的燒杯中加入適量的鹽或加入其它能改變水的密度的可溶性物質(zhì)，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解阿基米德原理的相關(guān)知識(shí)，掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排，以及對(duì)探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)的理解，了解浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)．