Question

在探究“影響浮力大小的因素”時，某班同學猜想浮力大小可能與液體的密度、物體浸在液體中的深度以及物體排開液體的體積有關，設計了如圖所示的實驗．老師為同學們準備了以下實驗器材：①彈簧測力計 ②裝有水的玻璃燒杯 ③裝有酒精的玻璃燒杯 ④頂端帶有掛鉤的金屬塊 ⑤細線．
（1）探究浮力大小是否與物體浸在液體中的深度有關，應選擇的器材是裝有水的玻璃燒杯、細線、

①

和

④

．（填寫序號）
（2）甲同學認為“物體浸在液體中越深，受到的浮力越大”，并在同種液體中用實驗證實他的觀點，即鋁塊從②到③位置的過程中，浮力變大了．乙同學認為“浮力大小與物體浸在液體中的深度無關”，并在同種液體中用實驗證實自己的觀點，即鋁塊從④到⑤位置的過程中，浮力大小不變．請分析甲、乙兩同學的實驗過程，你認為不正確的是

甲

同學的觀點，理由是

甲同學在實驗中，未控制物體浸入液體的體積不變

．
（3）分析

⑤⑥

（填寫序號），說明浮力大小跟液體的密度有關．
（4）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是

2.4

N．
（5）根據圖中的實驗數據，該金屬塊的密度是

3.3×10³

kg/m³．（結果保留1位小數） 

Answer 1

分析：（1）探究浮力大小是否與物體浸在液體中的深度有關時，應控制液體的密度不變，比較物體浸入液體不同深度時彈簧測力計的示數，根據稱重法可知彈簧測力計的示數發(fā)生變化時物體受到的浮力也會發(fā)生變化；
（2）要探究物體所受浮力的大小和物體浸在液體中深度的關系，應控制液體的密度和物體排開液體的體積一定，最好的辦法就是讓同一個物體浸沒在同種液體的不同深度處，測出浮力的大小，進行比較，得出結論；
（3）要探究浮力大小跟液體的密度有關，應控制物體排開液體的體積和浸沒的深度不變，改變液體的密度，觀察彈簧測力計的示數得出結論；
（4）根據稱重法求出物體完全浸沒在酒精中所受的浮力；
（5）根據稱重法求出物體浸沒水中受到的浮力，根據阿基米德原理求出排開液體的體積即為金屬的體積，再根據G=mg和ρ=

m

V

求出金屬的密度．

解答：解：（1）要探究浮力大小和物體浸入液體深度的關系，就要保證液體的密度一定而物體浸入液體的深度不同，浮力的大小需要通過彈簧測力計和某種液體來測量（先測出物體重力，然后將該物體浸在水中讀出測力計的示數，兩者之差就是物體受到的浮力）；
故答案為：①；④．
（2）在探究浮力的大小和物體浸在液體中深度的關系，應控制液體的密度和物體排開液體的體積（等于物體浸入液體的體積）一定，
甲同學是在物體沒有浸沒之前改變物體浸入深度的，物體深度增大，排開液體的體積也增大了，浮力增大；
而乙同學則是在物體浸沒之后改變浸入深度的，物體深度增大，排開液體的體積不變，彈簧測力計的示數不變，從而說明了浮力的大小和物體浸在液體中的深度無關；
故答案為：甲；甲同學在實驗中，未控制物體浸入液體的體積不變．
（3）要探究浮力大小跟液體的密度有關，應控制物體排開液體的體積不變，改變液體的密度，實驗中⑤⑥符合；
故答案為：⑤⑥．
（4）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力：
F_浮=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
故答案為：2.4．
（5）金屬塊完全浸沒在水中所受的浮力：
F_浮′=G-F_水′=10N-7N=3N，
金屬塊的體積：
V=V_排=

F′浮

ρ水g

，
金屬塊的密度：
ρ=

m

V

=

G

gV

=

G

g× F浮′ ρ水g

=

Gρ水

F′浮

=

10N×1.0×103kg/m3

3N

≈3.3×10³kg/m³；
故答案為：3.3×10³．

點評：本題考查了探究“影響浮力大小的因素”的實驗，涉及到了稱重法求浮力、阿基米德原理、密度公式和重力公式的應用，關鍵是控制變量法在實驗中的應用，控制變量法是我們初中階段最重要的探究實驗方法之一，一定要注意掌握和應用．