Question

14．小明發(fā)現(xiàn)木塊總浮在水面，鐵塊卻沉入水底，由此他提出兩個(gè)問(wèn)題并完成了圖中的實(shí)驗(yàn)：

問(wèn)題1：浸入水中的鐵塊是否受到浮力？
問(wèn)題2：浮力大小與哪些因素有關(guān)？
（1）B圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)小于A圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，說(shuō)明浸入水中的鐵塊受到（選填“受到”或“不受到”）浮力，且此時(shí)浮力大小為0.5N．
（2）分析圖B、C、D，說(shuō)明浮力大小跟排開(kāi)液體的體積有關(guān)．
（3）分析圖A、C、E，說(shuō)明浮力大小跟液體密度有關(guān)．
（4）某同學(xué)不小心把鐵塊浸沒(méi)且碰到了裝水的燒杯底部，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.7N，則此時(shí)鐵塊受到的浮力為1N．
（5）根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，煤油的密度是0.8×10³kg/m³．
（6）小明還想借助于橡皮泥探究浮力大小與物體形狀是否有關(guān)．
簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一塊橡皮泥的物重G，然后將橡皮泥捏成兩種不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁和F₂．
分析與論證：若F₁和F₂相同，則與形狀無(wú)關(guān)；若F₁和F₂不同，則與形狀有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）物體體受到液體的浮力就是液體對(duì)它向上托的力，會(huì)導(dǎo)致在液體中用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)重力時(shí)示數(shù)減小，減小的示數(shù)就是受到的浮力大小；
（2）探究鐵塊所受浮力大小與排開(kāi)水的體積大小是否有關(guān)，應(yīng)該控制液體的密度不變，改變排開(kāi)液體的體積，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小就可以得出結(jié)論；
（3）浮力大小和液體的種類（密度）和排開(kāi)液體的體積有關(guān)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，要注意控制變量法的運(yùn)用；把握住所探究的相同量和不同量，再結(jié)合四個(gè)圖示即可判斷出結(jié)論；
（4）由阿基米德原理可知，物體所受浮力等于物體排開(kāi)液體所受重力，據(jù)此分析答題；
（5）由A、E圖可得鐵塊在煤油中受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理求出煤油的密度；
（6）實(shí)驗(yàn)中可用橡皮泥，易改變形狀，需注意浸沒(méi)在同一液體中，使液體密度和排開(kāi)液體的體積相同；比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，分析解答．

解答 解：（1）根據(jù)浮力的概念，物體浸入液體后，測(cè)力計(jì)示數(shù)變小，則說(shuō)明物體受到浮力；
浮力大小為：F_浮=G-F=4N-3.5N=0.5N；
（2）根據(jù)圖B、C、D可知，液體的密度相同，物體排開(kāi)液體的體積不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，可知物體在液體中所受浮力的大小跟它排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（3）比較A、C、E實(shí)驗(yàn)中，物體排開(kāi)液體的體積相同，液體的密度不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，可知物體在液體中所受浮力的大小跟液體的密度有關(guān)；
（4）由圖A與圖D可知，金屬塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是4N-3N=1N，金屬塊所受浮力等于金屬塊排開(kāi)液體的重力，金屬塊浸沒(méi)且碰到了裝水的燒杯底部時(shí)，金屬塊排開(kāi)水的重力不變，所受浮力不變，則金屬塊受到的浮力仍為1N；
（5）由A、E圖可得鐵塊在煤油中受到的浮力：F_浮油=G-F′=4N-3.2N=0.8N，
由阿基米德原理，鐵塊在煤油中收到的浮力，F(xiàn)_浮油=ρ_煤油gV_排，①
鐵塊在水中收到的浮力，F(xiàn)_浮水=ρ_水gV_排，②
由①比②可得，$\frac{{F}_{浮油}}{{F}_{浮水}}$=$\frac{{ρ}_{煤油}g{V}_{排}}{{ρ}_{水}g{V}_{水}}$=$\frac{{ρ}_{煤油}}{{ρ}_{水}}$，
代入數(shù)據(jù)，$\frac{0.8N}{1N}$=$\frac{{ρ}_{煤油}}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$，
解得，ρ_煤油=0.8×10³kg/m3；
（6）根據(jù)控制變量法，浸沒(méi)在同一液體中，使液體密度和排開(kāi)液體的體積相同；
簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一塊橡皮泥的物重G，然后將橡皮泥捏成兩種不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁、F₂，然后比較，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)．
分析與論證：若F₁和F₂相同，則與形狀無(wú)關(guān)；若F₁和F₂不同，則與形狀有關(guān)．
故答案為：
（1）受到；    0.5；
（2）排開(kāi)液體的體積；
（3）A、C、E；
（4）1；（5）0.8×10³；
（6）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一塊橡皮泥的物重G，然后將橡皮泥捏成兩種不同的形狀，先后浸沒(méi)于同一杯水中，測(cè)出兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁和F₂；
若F₁和F₂相同，則與形狀無(wú)關(guān)；若F₁和F₂不同，則與形狀有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，本題考查了控制變量法的應(yīng)用，應(yīng)用控制變量法分析圖示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、應(yīng)用阿基米德原理即可正確解題．