Question

12．小剛在學習了阿基米德原理（F_浮=G_排）后，推導得出F_浮=ρ_液gV_排，從而知道物體受到的浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關．
小剛進一步猜想，物體所受浮力大小與物體的形狀有關．針對這個問題，他選用以下實驗器材進行探究：彈簧測力計、體積相同的圓柱體和長方體鋁塊各-塊、燒杯、細線和水．
實驗步驟如下：
①用細線將圓柱體、長方體鋁塊先后掛在彈簧測力計上，測出它們的重力分別為G₁、G₂
②將圓柱體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
③將長方體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
則：（1）比較兩鋁塊的重力G₁、G₂的大小關系為G₁=G₂；
（2）利用以上實驗數(shù)據(jù)比較：若F₁=F₂，說明浮力大小與物體形狀無關．

Answer 1

分析 根據(jù)F_浮=ρ_液V_排g可知，在排開液體體積一定時，液體密度越大，浮力越大；在液體密度一定時，物體排開液體的體積越大時，浮力越大；
（1）兩個鋁塊的體積是相等的，根據(jù)m=ρv，兩個鋁塊的質(zhì)量就是相等的；再根據(jù)G=mg可知，兩個鋁塊的重力也是相等的；
（2）根據(jù)F_浮=G-F_示求出圓柱體鋁塊和長方體鋁塊所受到的浮力，若浮力是相等的，說明浮力的大小和物體形狀無關；若浮力不相等，說明浮力的大小和物體形狀有關．

解答 解：根據(jù)F_浮=ρ_液V_排g可知，浮力的大小和液體的密度和物體排開液體的體積有關；
（1）圓柱體鋁塊和長方體鋁塊的體積是相等的，密度是相同的，根據(jù)G=mg=ρvg可知，重力是相等的，即G₁=G₂；
（2）圓柱體鋁塊的浮力等于G₁-F₁；長方體鋁塊的浮力G₂-F₂；若G₁-F₁=G₂-F₂，即F₁=F₂，說明浮力大小和物體形狀無關；若G₁-F₁≠G₂-F₂說明浮力大小和物體形狀有關．
故答案為：（1）G₁=G₂（2）F₁=F₂．

點評 此題考查影響浮力大小的因素、質(zhì)量與重力的計算，以及分析實驗現(xiàn)象的能力．