Question

小明幫爺爺澆菜園。他從井中提水時(shí)發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能與物體排開液體的體積有關(guān)。于是他找來一個(gè)金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)和燒杯等器材進(jìn)行了如下圖所示的探究。

（1）分析上圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知，物體排開液體的體積越大，所受的浮力                。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，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，如右圖所示。（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）

分析圖像可知：

①曲線              （選填“a”或“b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況。

②該金屬圓柱體所受的重力為       N，金屬圓柱體的密度為             kg/m³。

（3）爺爺鼓勵(lì)小明對(duì)“浸在液體中的物體所受浮力大小是否與液體的密度有關(guān)”這一問題進(jìn)行探究。請(qǐng)你幫小明選擇合適的器材，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟。

實(shí)驗(yàn)器材：

實(shí)驗(yàn)步驟：

 

Answer 1

【答案】

（1）越大     （2）①a    ②2.7    2.7×10³

（3）器材：金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水、鹽水、細(xì)線

步驟：①用細(xì)線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下。

②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁。

③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂。

④比較F₁和F₂的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)。

【解析】本題涉及的知識(shí)是浮力大小與哪些因素有關(guān)、浮力的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。（1）從圖中可以看出，隨著金屬圓柱體浸入水中體積的增大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，說明受到的浮力變大；（2），隨著金屬圓柱體浸入水中深度的增大，金屬圓柱體受到的浮力先增大后不變，對(duì)應(yīng)的圖線應(yīng)為a，從圖中可以看出，當(dāng)金屬圓柱體浸入水中的深度為0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.7N，金屬圓柱體的重力為2.7N，金屬圓柱體的密度的計(jì)算過程：

（3）實(shí)驗(yàn)器材的選擇，在其它條件相同的情況下，只改變液體的密度。可選以下器材：

金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水、鹽水、細(xì)線；

實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，測(cè)出金屬圓柱體的重力后，把金屬圓柱體分別浸沒在水和鹽水中，讀取并比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。