Question

18．小東午休時(shí)，夢(mèng)到如圖甲大魚(yú)和小魚(yú)之間爭(zhēng)論的情景，他支持了大魚(yú)的說(shuō)法，因?yàn)閮蓷l魚(yú)浸沒(méi)在同種液體中，它們所受浮力的大小與排開(kāi)液體體積有關(guān)．

為了驗(yàn)證以上觀點(diǎn)的正確性，小東進(jìn)行了以下有關(guān)浮力的小實(shí)驗(yàn)：
（1）在薄塑料袋中裝滿(mǎn)水并扎緊．用彈簧測(cè)力計(jì)將它提起后靜止．由圖乙（1）可知水袋所受重力的大小4.6N；將水袋慢慢浸入水的過(guò)程中（不碰容器壁），彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)漸漸變小，說(shuō)明水袋受的浮力漸漸變變大；當(dāng)水袋全部浸沒(méi)水中時(shí)（不碰容器底），彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙（2）為0N，此時(shí)水袋所受浮力的大小為4.6N．則實(shí)驗(yàn)說(shuō)明以上觀點(diǎn)正確（正確、不正確）
（2）結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推理，說(shuō)明阿基米德原理的正確性：實(shí)驗(yàn)表明：彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小了4.6N，說(shuō)明袋中的水受到的浮力大小為4.6N；當(dāng)水袋完全浸入水中時(shí)，它排開(kāi)的水的體積與袋中水的體積相等，所以它排開(kāi)的水的重力也是4.6N．所以說(shuō)“浸在水中的物體受到的浮力的大小等于物體排開(kāi)的水受到的重力”，即阿基米德原理是正確的．
（3）該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊袢�面說(shuō)明阿基米德原理？為什么？不能；因?yàn)榘⒒�米德原理�?duì)氣體也適用，而此實(shí)驗(yàn)不足以說(shuō)明“浸在氣體中的物體受到的浮力等于它排開(kāi)氣體的重力”．
（4）若該實(shí)驗(yàn)中，水袋不是浸入水而是浸入煤油，那么當(dāng)水袋完全浸沒(méi)于煤油中時(shí)，水袋受到的浮力為3.69N．（ρ_煤油=0.8×10³kg/m³）

Answer 1

分析 影響浮力的因素是液體密度和排開(kāi)液體的體積．根據(jù)公式可判斷．
（1）彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)：確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
（2）浸在水中的物體受到重力、彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力、浮力，重力=拉力+浮力，物體的重力不變，浸入物體的體積增大，浮力增大，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力減小．
（3）阿基米德原理不但適用于液體，也適用于氣體．
（4）根據(jù)G=mg求出水袋的質(zhì)量，然后求出水袋的體積，當(dāng)水袋完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)煤油的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出石塊全部浸入煤油中受到的浮力．

解答 解：
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可知，大魚(yú)排開(kāi)水的體積大，所以所受浮力大；兩條魚(yú)浸沒(méi)在同種液體中，它們所受到的浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)．
（1）彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格代表1N，每一個(gè)小格代表0.1N，示數(shù)是4.6N，即物體的重力是4.6N．水袋慢慢浸入水的過(guò)程中，水袋排開(kāi)水的體積增大，水的密度不變，水對(duì)物體的浮力增大，重力=拉力+浮力，物體的重力不變，浮力增大，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力減�。�
當(dāng)物體全部浸沒(méi)在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是0N，根據(jù)重力=拉力+浮力，塑料袋中水重不變，拉力為0N，浮力為4.6N；通過(guò)分析可知小東的觀點(diǎn)是正確的．
（2）裝滿(mǎn)水的薄塑料袋完全浸沒(méi)在水中，受到的浮力是4.6N；裝滿(mǎn)水的塑料袋，完全浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積和塑料袋中水的體積相同，重力相同，也是4.6N，浮力和排開(kāi)的水重相同，阿基米德原理得到驗(yàn)證．
（3）阿基米德原理不但適合于液體，同樣適用于氣體，此實(shí)驗(yàn)不能證明浸在氣體中的物體受到的浮力等于它排開(kāi)氣體的重力
（4）根據(jù)G=mg可得，
水袋的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.6kg}{10N/kg}$=0.46kg，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，水袋的體積V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.46kg}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=4.6×10^-4m³，
水袋全部浸入煤油中受到的浮力F_浮=ρ_煤油gV=0.8×10³kg/m³×10N/kg×4.6×10^-4m³=3.68N．
故答案為：排開(kāi)液體體積；（1）4.6；�。淮�；0；4.6；正確；
（2）實(shí)驗(yàn)表明：彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小了4.6N，說(shuō)明袋中的水受到的浮力大小為4.6N；當(dāng)水袋完全浸入水中時(shí)，它排開(kāi)的水的體積與袋中水的體積相等，所以它排開(kāi)的水的重力也是4.6N．所以說(shuō)“浸在水中的物體受到的浮力的大小等于物體排開(kāi)的水受到的重力”，即阿基米德原理是正確的．
（3）不能；因?yàn)榘⒒�米德原理�?duì)氣體也適用，而此實(shí)驗(yàn)不足以說(shuō)明“浸在氣體中的物體受到的浮力等于它排開(kāi)氣體的重力．”
（4）3.68．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多，掌握阿基米德原理的驗(yàn)證、適用范圍；彈簧測(cè)力計(jì)的正確讀數(shù)；重力公式、密度公式、浮力公式的應(yīng)用，知道物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和本身的體積相等是關(guān)鍵．