Question

16．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)液體的體積越大，所受的浮力就越大（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(xiàn)，如圖所示．
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a（選填“a”或“b”）；該金屬圓柱體所受的重力為2.7N，當(dāng)金屬塊完全浸沒(méi)水中后所受的浮力是1.0N，金屬塊浸沒(méi)水中后所受浮力大小與金屬塊所處的深度無(wú)（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．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱(chēng)重法比較浮力大小，比較得出結(jié)論；
（2）金屬塊受到的浮力大小在浸沒(méi)前隨排開(kāi)液體的體積增大而增大，浸沒(méi)后浮力大小不變；
當(dāng)物體浸在水中的深度為0時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體的重力；
由圖a可知物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力大小（或根據(jù)稱(chēng)重法，由圖b根據(jù)浮力F_浮=G-F_示求浮力）；
分析圖a得出結(jié)論；
（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，比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大�。�

解答 解：（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(xiàn)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(chēng)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(guān)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(guān)察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）．
故答案為：（1）越大；
（2）a；2.7；1.0；無(wú)；
（3）換用一杯密度不同的液體，將金屬浸沒(méi)在液體中，觀(guān)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(guān)察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化情況）．

點(diǎn)評(píng) 物體受到的浮力大小只與物體排開(kāi)液體的體積和密度有關(guān)，而與物體浸在液體中的深度無(wú)關(guān)．