Question

【題目】如圖所示，物理興趣小組用金屬塊研究浮力的實驗。

（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是_____N。

（2）比較_____（填字母代號）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其排開液體的體積有關(guān)。

（3）比較_____（填字母代號）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其浸沒在液體中的深度無關(guān)。

（4）金屬塊的密度為_____kg/m3。

（5）在實驗中，排除測量誤差因素的影響，興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開水的重力明顯小于所受的浮力，請指出實驗操作中可能造成這種結(jié)果的原因：_____。

（6）糾正了錯誤，繼續(xù)實驗，興趣小組得出結(jié)論：物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力。有同學(xué)對此結(jié)論提出質(zhì)疑，他認(rèn)為僅采用浸沒的金屬塊做實驗不具備普遍性，使用漂浮的蠟塊做實驗未必遵循以上結(jié)論。針對這個質(zhì)疑，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、蠟塊、細(xì)線、量筒、燒杯、小木塊、小桶、輕質(zhì)塑料袋（質(zhì)量可忽略）、適量的水。請你根據(jù)需要選擇器材并設(shè)計實驗，研究使用漂浮的蠟塊做實驗是否遵循興趣小組所得出的結(jié)論。

實驗器材：_____；

實驗步驟：_____；

分析與論證：_____。

Answer 1

【答案】1 ABC（ABD） ACD 2.7×103 溢水杯沒有裝滿水 小木塊、彈簧測力計、蠟塊、細(xì)線、小桶、水 見解析 見解析

【解析】

第一空．由圖A、C（或D），金屬塊浸沒在水中時受到的浮力：

F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；

第二空．研究金屬塊受到的浮力大小與其排開液體的體積有關(guān)，要控制排開液體的密度相同，

B、C兩圖中物體浸入的是同種液體，液體的密度是一定的，C圖中物體排開水的體積比較大；

C圖中物體受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B圖中物體受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。

由此得出：在液體的密度一定時，物體排開液體的體積變大時，物體受到的浮力就會變大，由此說明金屬塊受到的浮力大小與其排開液體的體積有關(guān)；

第三空．研究金屬塊受到的浮力大小與其浸沒在液體中的深度的關(guān)系，要控制排開液體的密度和體積相同，故

比較 ACD三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小（大小相同）與其浸沒在液體中的深度無關(guān)；

第四空．金屬塊浸沒在水中時受到的浮力：

F浮＝1N；根據(jù)阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；

故金屬塊的密度：

ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；

第五空．在實驗中，排除測量誤差因素的影響，興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開水的重力明顯小于所受的浮力，可能造成這種結(jié)果的原因：溢水杯沒有裝滿水，造成溢出水的體積小于排開水的體積：

第六空．實驗器材：

小木塊、彈簧測力計、蠟塊、細(xì)線、小桶、水；

第七空．實驗步驟：

①用測力計測量出空小桶的重力G桶；

②將木塊墊在燒杯下一側(cè)作為溢水杯用，將燒杯內(nèi)裝滿水，

③將蠟塊用細(xì)線拴好，用測力計測量出蠟塊的重力G，

④將蠟塊取下輕輕放入燒杯內(nèi)的水中，用小桶接排開的水，

用測力計測量出空小桶的和水的總重力G桶總；

第八空．分析與論證

根據(jù)漂浮的特點，蠟塊的重力G即其受到的浮力，

G桶總﹣G桶即為排開水的重力，

比較G與G桶總﹣G桶的大小，若相等，則得出使用漂浮的蠟塊做實驗遵循以上結(jié)論；否則不遵循以上結(jié)論。