Question

小華用如圖1所示的實驗，探究影響浮力大小的因素．
①他想研究浸在液體中的物體是否受到浮力，應(yīng)選擇

甲與乙或甲與丙

兩圖．
②他想研究浸在液體中的物體受到浮力大小是否與液體密度有關(guān)，選擇

乙、丙

兩圖．
③小華研究浮力大小與深度的關(guān)系時，根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)，作出了彈簧測力計的示數(shù)F與物體下表面所處深度h的關(guān)系的圖象，如圖2所示．根據(jù)圖象可以判斷出，此實驗過程中浮力的變化情況是

浮力先變大，后保持不變

．
④根據(jù)彈簧測力計在水中的示數(shù)變化圖象可得金屬塊完全浸沒的浮力是

3

N，金屬塊的體積是

1.67×10³kg/m³

Answer 1

分析：（1）研究浸在液體中的物體是否受到浮力，應(yīng)測出物體沒有浸入液體時彈簧測力計的示數(shù)與物體浸入液體時的示數(shù)，然后根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)判斷物體是否受浮力，分析圖示，找出符合條件的圖．
（2）研究浸在液體中的物體受到浮力大小是否與液體密度有關(guān)，應(yīng)控制物體浸沒在液體中的體積、深度相同而液體的種類不同，分析圖示，找出符合要求的圖片．
（3）物體浸入液體時，受豎直向下的重力、豎直向上的浮力、豎直向上的彈簧測力計的拉力作用，物體受到的浮力等于物體重力減去彈簧測力計的拉力，根據(jù)圖2分析浮力變化情況．
（4）根據(jù)圖2求出金屬塊完全浸沒時，彈簧測力計的示數(shù)，然后求出金屬塊受到的浮力；由浮力公式及阿基米德原理求出金屬塊的體積，然后由密度公式求出金屬塊的密度．

解答：解：①圖甲中測出了物體的重力，圖乙與圖丙中測出了物體浸沒在液體中時，彈簧測力計的示數(shù)，
因此由圖甲與圖乙或圖甲與圖丙可以研究浸在液體中的物體是否受到浮力．
②甲圖測出物體的重力，圖乙與圖丙中，物體浸沒在液體中的體積與浸沒深度相同，而液體密度不同，
因此由乙、丙可以研究浸在液體中的物體受到浮力大小是否與液體密度有關(guān)．
③物體浸入液體時，物體受到的浮力F_浮=G-F，物體的重力G不變，由圖2可知，
彈簧測力計示數(shù)F開始不斷減小，后來保持不變，由F_浮=G-F可知，物體受到的浮力先增大，后不變．
④由圖2可知，物體的重力G=5N，金屬塊的質(zhì)量m=

G

g

；
金屬塊完全浸沒在水中時，金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F′=5N-2N=3N；
由阿基米德原理可知，金屬塊排開水的重力G_水=F_浮=3N，
∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴金屬塊排開水的體積，即金屬塊的體積：
V=V_排=

F浮

ρ水g

，
金屬塊的密度：
ρ=

m

V

=

G g

F浮 ρ水g

=

Gρ水

F浮

=

5N×1×103kg/m3

3N

≈1.67×10³kg/m³．
故答案為：①甲與乙或甲與丙；②乙、丙；③浮力先變大，后保持不變；④3；1.67×10³kg/m³．

點評：本題考查了探究影響物體浮力大小的因素，應(yīng)用了控制變量法，應(yīng)用控制變量是正確解題的關(guān)鍵；最后一問是本題的難點．