Question

【題目】探究物體在水中受到的浮力大小與什么因素有關(guān)，如圖所示，小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺秤上，溢水杯口下方放置一空量筒，用細(xì)線系住金屬塊并掛在彈簧測力計上，然后將金屬塊緩慢浸入水中，且始終不與杯接觸。

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數(shù)逐漸變小，說明浮力大小逐漸_____，據(jù)此，小明認(rèn)為金屬塊受到浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認(rèn)為浮力隨浸人水中的體積增大而增大。

（2）接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出_____的觀點(diǎn)不具有普遍性。

（3）為了深入研究，他們測出量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝_____，通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮＝G排，換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，都能得出F浮＝G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。

（4）從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺秤的示數(shù)變化情況是_____。

Answer 1

【答案】變大 小明 ρ水V排g 一直不變

【解析】

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數(shù)逐漸變小，根據(jù)F＝G﹣F浮可知，說明浮力大小逐漸變大；

（2）接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關(guān)，故小明的觀點(diǎn)不具有普遍性；

（3）量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝m排g＝ρ水V排g，通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮＝G排，換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，都能得出F浮＝G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。

（4）對臺秤受力分析可知：受溢水杯和水豎直向下的重力，金屬塊向下的壓力F壓＝F浮，由平衡條件得：臺秤對容器的支持力FN＝G+F壓；開始臺稱的示數(shù)等于溢水杯的重力+水的重力，當(dāng)物體放入后，受到水對它向上的浮力，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ�，所以物體對水有一個向下的反作用力，這時臺秤的示數(shù)等于溢水杯的重力+水的重力+物體對水向下的壓力﹣溢出的水的重力，而物體對水向下的壓力等于浮力，等于溢出的水的重力，所以抵消，故臺秤示數(shù)不變。