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(jué)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(kāi)水的體積有關(guān)”，于是他找來(lái)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(kāi)水的體積越大，物體所受的浮力就___（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水中深度變化的圖像，如圖所示。

分析圖像可知：描述金屬圓柱體所受浮力的變化情況的圖像是__（選填“a”或“b”）；該金屬圓柱體在空氣中所受的重力為__N，當(dāng)金屬塊完全浸沒(méi)水中后所受的浮力是__N，金屬塊浸沒(méi)水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度___（選填“有”或“無(wú)”）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(lái)研究浮力大小與液體密度的關(guān)系。

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Answer 1

【答案】 越大 a 2.7 1.0 無(wú) 換用一杯密度不同的液體，將金屬浸沒(méi)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（或往丁圖的燒杯中加入適量的鹽，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）

【解析】（1）比較乙、丙、丁中的實(shí)驗(yàn)可知，物體排開(kāi)液體的體積增大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越來(lái)越小，由F浮 =G-F示 知，物體受到的浮力越來(lái)越大，所以，得出的結(jié)論是物體排開(kāi)液體的體積越大，受到的浮力越大；

（2）由上面的分析，在浸沒(méi)前金屬塊受到的浮力大小隨排開(kāi)液體的體積增大而增大，浸沒(méi)后排開(kāi)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(méi)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(méi)在水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度無(wú)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(kāi)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(méi)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）。