Question

11．小王找來一個(gè)金屬圓柱體，彈簧測(cè)力計(jì)和燒杯等器材，進(jìn)行浮力大小是否跟物體浸在液體中的體積有關(guān)的探究，過程如圖所示．

（1）分析圖中測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知，排開液體的體積越大，所受的浮力越大．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明繪制了測(cè)力計(jì)對(duì)金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如圖A所示．分析圖象可知：曲線s（選填“a”或“b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況．
（3）小王繼續(xù)對(duì)“浸在液體中物體所受浮力大小是否與液體的密度有關(guān)”這一問題探究．請(qǐng)你幫小王明選擇合適的器材，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟．
實(shí)驗(yàn)器材：金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、細(xì)線、水、鹽水
實(shí)驗(yàn)步驟：①用細(xì)線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下；
②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
④比較F₁和F₂的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）浸在液體中的物體受到液體的浮力，浮力大小等于重力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力之差，重力不變，浮力是否變化通過拉力是否變化得出；
（2）根據(jù)浮力大小和排開液體體積之間的關(guān)系判斷出哪一條圖象是浮力變化的圖象；
（3）要探究浮力與液體密度的關(guān)系，除上面的器材外，還要有密度不同的液體，如鹽水；同時(shí)保持物體排開不同液體的體積一定，記錄物體受到的浮力，比較浮力與密度的關(guān)系．

解答 解：（1）由圖知，隨著物體浸入水中體積的增大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，說明物體受到的浮力不斷增大；
（2）因?yàn)樵谖矬w全部浸沒前，物體進(jìn)入到液體中的深度越深，排開液體的體積越大，浮力越大；
物體全部浸沒后，排開液體的體積不變，根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，浮力不再變化，
所以圖象a符合金屬圓柱體所受浮力和浸入深度的關(guān)系；
（3）器材：金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水、鹽水、細(xì)線
步驟：①用細(xì)線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下；
②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
④比較F₁和F₂的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)．
故答案為：
（1）越大；
（2）a；
（3）器材：金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、細(xì)線、水、鹽水；
步驟：①用細(xì)線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下；
②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
④比較F₁和F₂的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 物體受到的浮力與排開液體的體積大小有關(guān)，與所處的深度無關(guān)．當(dāng)物體接觸液面不斷向下過程中，不要只注意深度的增大，排開液體的體積也是增大的，這才是浮力增大的根本原因．