Question

小明利用實驗探究浮力大小和哪些因素有關(guān)系．
他把金屬塊掛在彈簧測力計上，將它分別浸入水和酒精中的不同位置，如圖所示．

（1）上述四種情況，

甲

圖中金屬塊所受到的浮力最小，最小浮力為

0.6

N．
（2）做丙、丁兩次實驗，是為了探究浮力大小與

液體密度

有關(guān)．
（3）做

乙、丙

兩次實驗，是為了探究金屬塊浸沒在液體中時，受到的浮力與深度無關(guān)．
（4）由以上的探究實驗可知，浮力大小與

液體密度

和

排開液體的體積

有關(guān)．
（5）該金屬塊的密度是

5×10³kg/m³

．

Answer 1

分析：（1）金屬塊在液體中受到重力、浮力和彈簧測力計拉力的作用，在數(shù)值上重力=浮力+拉力，則F_浮=G-F，重力相同，拉力越大，則浮力越��；
（2）要注意觀察丙、丁浮力的大小變化是由哪個因素的變化引起的．
（3）探究浮力與浸沒的深度的關(guān)系，要控制液體種類、排開液體體積相同；
（4）知道浮力大小與液體密度及物體排開液體的體積有關(guān)．在進行分析時，要看浮力發(fā)生變化的情況及相應(yīng)的影響因素．
（5）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排，得V_排=

F浮

ρ液g

，根據(jù)物體完全浸沒時的浮力計算出物體的體積．
由G=mg得m=

G

g

，從而由物體的重力計算出物體的質(zhì)量，根據(jù)公式ρ=

m

V

計算出物體的密度．

解答：解：（1）因為在數(shù)值上重力=浮力+拉力，所以受到的浮力最小，彈簧測力計的示數(shù)最大，應(yīng)該是甲圖．F_浮=G-F=5N-4.4N=0.6N．
（2）丙、丁兩次實驗，金屬塊排開液體的體積和浸沒的深度都相同，只有液體的密度不同，因此是探究浮力與液體密度的關(guān)系；
（3）探究浮力與深度的關(guān)系時，根據(jù)控制變量法的思想，應(yīng)控制液體種類和排開液體的體積相同，只改變浸沒的深度，符合條件的只有乙、丙，數(shù)據(jù)顯示浮力與浸沒的深度無關(guān)．
（4）甲、乙液體的密度不同，排開液體的體積不同，物體所受浮力不同，所以由甲、乙知浮力與物體排開液體的體積有關(guān)；由丙、丁知，物體在液體中所受的浮力與液體的密度有關(guān)．所以浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)．
（5）因為G=5N，由G=mg得，
m=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg
乙圖中F_浮=G-F=5N-4N=1N
由F_浮=ρ_液gV_排得，V_排=

F浮

ρ液g

則V_物=

F浮

ρ水g

=

1N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=1×10^-4m³
則ρ_物=

m

V物

=

0.5kg

1×10-4m3

=5×10³kg/m³
故答案為：（1）甲；0.6；（2）液體密度；（3）乙、丙；（4）液體密度；排開液體的體積；（5）5×10³kg/m³．

點評：此題主要是探究影響浮力大小的因素，實驗表明，浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，與物體在液體中浸沒的深度無關(guān)．