Question

6．小明同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．如圖表示探究過(guò)程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）分析圖B、C、D，說(shuō)明浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）分析圖D、E，說(shuō)明浮力大小跟液體密度有關(guān)．
（3）物體完全浸沒(méi)在煤油中所受的浮力是2.4N．
（4）某同學(xué)不小心把金屬塊浸沒(méi)且碰到了裝水的燒杯底部，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為6N，則此時(shí)金屬塊受到的浮力為3N．
（5）根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該金屬塊的密度是3.33×10³kg/m³．
（6）小明還想探究浮力大小與物體形狀是否有關(guān)，請(qǐng)你簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法．用彈簧測(cè)力測(cè)出一塊橡皮泥的重力，然后將橡皮泥捏成不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比較，若示數(shù)相同，則與形狀無(wú)關(guān)，若示數(shù)不同，則與形狀有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關(guān)系，從而得出結(jié)論．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片．
（3）由圖A求出物體的重力，由圖E求出彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力，然后由平衡條件求出物體在煤油中受到的浮力．
（4）由阿基米德原理分析金屬塊受到的浮力．
（5）根據(jù)金屬塊的重力除以g求出金屬塊的質(zhì)量；根據(jù)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)排開水的體積得出金屬塊的體積；根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出金屬塊的密度．
（6）要探究浮力大小與物體形狀的關(guān)系，需要改變物體形狀，而保持其它都相同，由此分析解答．

解答 解：
（1）由圖B、C、D可知，金屬塊浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，由F_浮=G-F_示可知，
物體受到的浮力不同，這說(shuō)明：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，
由圖D和圖E可知，金屬塊排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說(shuō)明浮力大小跟液體密度有關(guān)．
（3）由圖A可知，金屬塊的重力G=F_A=10N，由圖E可知，金屬塊浸沒(méi)在煤油中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力F_E=7.6N，
則金屬塊受到的浮力：F_浮=G-F_E=10N-7.6N=2.4N．
（4）由圖D知，金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力F_D=7N，
則金屬塊受到的浮力：F_浮′=G-F_D=10N-7N=3N．
（5）由G=mg可得金屬塊的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg，
金屬塊的體積：V=800ml-500ml=300ml=3×10^-4m³，
金屬塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1kg}{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3.33×10³kg/m³．
（6）用彈簧測(cè)力測(cè)出一塊橡皮泥的物重G，然后將橡皮泥捏成不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比較，若示數(shù)相同，則與形狀無(wú)關(guān)，若示數(shù)不同，則與形狀有關(guān)．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）D、E；（3）2.4；（4）3；
（5）3.33×10³；（6）用彈簧測(cè)力測(cè)出一塊橡皮泥的重力，然后將橡皮泥捏成不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比較，若示數(shù)相同，則與形狀無(wú)關(guān)，若示數(shù)不同，則與形狀有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 考查了浮力大小的影響因素，采用了控制變量法，分析問(wèn)題時(shí)找準(zhǔn)什么量在變，什么量不變；題中還涉及到了利用稱重法計(jì)算浮力以及密度的計(jì)算等．