Question

【題目】為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開(kāi)液體所受的重力的關(guān)系，某同學(xué)進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn)：

（1）你覺(jué)得合理的實(shí)驗(yàn)順序是_____________。

（2）選用其他液體多次實(shí)驗(yàn)后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小__________。

（3）圖乙中，浸沒(méi)在水中的合金塊勻速向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，合金塊所受的浮力_________（填“變大”、“不變”或“變小”）。

（4）合金塊的密度是______________。

Answer 1

【答案】 丁甲乙丙（或甲丁乙丙） 等于它排開(kāi)液體所受的重力 不變 4×103kg/m3

【解析】（1）合理的實(shí)驗(yàn)順序是：甲、測(cè)出實(shí)心合金塊所受的重力；丁、測(cè)出空桶所受的重力；乙、把合金塊浸沒(méi)在裝滿(mǎn)水的溢水杯中，測(cè)出合金塊所受的浮力，收集合金塊排開(kāi)的水；丙、測(cè)出桶和排開(kāi)的水所受的重力；（2）由圖中數(shù)據(jù)可知，合金塊受到的浮力：F浮=2.0N-1.5N=0.5N，合金塊沒(méi)入水中后排開(kāi)水的重力：G排水=G桶和水-G空桶=1.0N-0.5N=0.5N，可得到的初步結(jié)論是：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開(kāi)液體所受的重力；接下來(lái)他的操作是：換用不同的合金塊重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，然后比較浮力和排開(kāi)液體的重力，得出普遍適用的結(jié)論；（3）由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知，浮力大小只與液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)；當(dāng)合金塊浸沒(méi)在水中時(shí)，不論是向下勻速運(yùn)動(dòng)還是向上勻速運(yùn)動(dòng)，只要始終是沒(méi)入水中，則V排一定，所受浮力不變；（4）由G=mg可得，合金塊的質(zhì)量：

m=G/g，金屬塊完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積：V排=F浮/ρ水g，因?yàn)楹辖饓K浸沒(méi)入水中，所以V=V排，則合金塊的密度：ρ=m/V=（G/g）/（F浮/ρ水g）=G/（F浮ρ水）=2.0N/（0.5N×1.0×103kg/m3）=4×103kg/m3。