Question

同學(xué)們在探究“水對物體的浮力”的實(shí)驗(yàn)．用彈簧測力計(jì)吊著一只裝滿水的小塑料袋（袋內(nèi)不留空氣，袋的質(zhì)量不計(jì)．）在空氣中稱其重如圖甲所示．之后再把這袋水逐漸浸沒水中（不碰容器壁），發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)逐漸減小為零．
則：
（1）浸沒在水中的水袋受到的浮力是______N．可初步得物體受到的浮力______物體排開液體的重力的結(jié)論（填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）顯然上面的結(jié)論有特殊性，為使結(jié)論比較具有普遍性，同學(xué)們用一個彈簧測力計(jì)、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有相同體積的水和酒精），又進(jìn)行了如乙圖所示的實(shí)驗(yàn)．
請你按圖說明他們的探究思路（在說明過程中，需數(shù)據(jù)支持，請寫出必要的計(jì)算過程）．（ρ_水=1.0×10³kg/kg³，ρ_酒精=0.8×10³kg/m³，g=10N/kg）（圖中所標(biāo)序號不代表實(shí)驗(yàn)順序）

Answer 1

解：（1）由圖可知彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N，所以空氣中裝滿水小塑料袋的重力為2.8V，
當(dāng)這袋水逐漸浸沒水中時，測力計(jì)的示數(shù)逐漸減小為零，根據(jù)二力平衡的條件可知此時裝滿水的小塑料袋受到的重力和浮力相等，
故可初步得物體受到的浮力等于物體排開液體的重力的結(jié)論．
故答案為：2.8；等于．
（2）A、物體在液體中，在不浸沒時，受到的浮力與排開液體的重力相等，
a、由圖①，根據(jù)力的平衡條件有G_物=F₁=10N，
由圖②有F_浮1=G_物-F₂=10N-9N=1N，
由①②對比知：G_排1=m_排1g=ρ_水V_排1g=1.0×10³kg/m³×（600-500）×10^-6m³×10N/kg=1N，
由此可知F_浮1=G_排1；
b、同理，由圖③有F_浮2=G_物-F₃=10N-8N=2N，
由①③對比知：G_排2=m_排2g=ρ_水V_排2g=1.0×10³kg/m³×（700-500）×10^-6m³×10N/kg=2N，
由此可知F_浮2=G_排2；
c、同理，由圖④有F_浮3=G_物-F₄=10N-8.4N=1.6N，
由①④對比知：G_排3=m_排3g=ρ_酒精V_排3g=0.8×10³kg/m³×（700-500）×10^-6m³×10N/kg=1.6N，
由此可知F_浮3=G_排3；
B、物體浸沒在液體中時，受到的浮力與排開液體的重力相等．
a、同理，由圖⑤有F_浮4=G_物-F₅=10N-7N=3N，
由①⑤對比知：G_排4=m_排4g=ρ_水V_排2g=1.0×10³kg/m³×（800-500）×10^-6m³×10N/kg=3N，
由此可知F_浮4=G_排4；
b、同理，由圖⑥有F_浮5=G_物-F₆=10N-7.6N=2.4N，
由①⑥對比知：G_排5=m_排5g=ρ_酒精V_排5g=0.8×10³kg/m³×（800-500）×10^-6m³×10N/kg=2.4N，
由此可知F_浮5=G_排5．
比較以上分析過程，得出具有較普遍意義的結(jié)論，即F_浮=G_排．
分析：（1）根據(jù)彈簧測力計(jì)的分度值讀出水的重力，根據(jù)二力平衡的條件可知物體所受的浮力與排開液體的重力相等．
（2）根據(jù)稱重法分別求出各圖中物體不完全浸沒或浸沒時所受到的浮力，由圖可知液體排開液體的體積等于現(xiàn)在容器液體的體積減掉原來液體的體積，再根據(jù)G=mg和密度公式求出各圖中排開液體的重力，對每次實(shí)驗(yàn)兩者的大小即可得出結(jié)論．
點(diǎn)評：本題考查了探究“水對物體的浮力”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了密度的計(jì)算、重力的計(jì)算、浮力的計(jì)算等，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出排開液體的體積和知道實(shí)驗(yàn)時要分物體浸沒與不浸沒兩種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．