题目内容

（1）小明同学在“阿基米德原理”实验过程中，做了如下实验．

（a）在弹簧下端挂上小筒和金属块，记下弹簧伸长后指针位置O，如图1A所示．
（b）溢水杯中装满水，把金属块全部浸入溢水杯的水中，用烧杯收集排开的水，弹簧缩短，如图1B所示．
（c）把烧杯中的水全倒入小筒中，弹簧指针又恢复到原来位置O，如图1C所示．B图的弹簧比A图的弹簧缩短了，说明金属块受到的作用；C图弹簧指针又恢复到位置O，说明
（2）小明帮爷爷浇菜园．他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大．由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关．于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图2所示的探究．
（a）分析图2中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力__．
（b）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图3所示．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）
分析图象可知：
①曲线（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况．
②该金属圆柱体所受的重力为N，金属圆柱体的密度为__kg/m³．

解：（1）由B图可知，乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块受到了向上托的力，即金属块受到了浮力；
丙图弹簧指针又恢复到位置O，说明金属块受到了浮力等于排开水所受的重力．
（2）（a）由图知，随着物体浸入水中体积的增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，说明物体受到的浮力不断增大；
（2）①图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的浮力开始越来越大，最后保持不变；图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力开始越来越小，最后保持不变．所以描述浮力与深度关系的是a；
②由图象知，物体的重力为G=2.7N，所以质量为m= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.27kg
当物体完全浸没时，受到的浮力为F_浮=1.0N，∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴所以物体的体积为V=V_排= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =1.0×10^-4m³，
物体的密度为ρ= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =2.7×10³kg/m³；
故答案为：（1）浮力；物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力．
（2）（a）越大；（b）①a；②2.7；2.7×10³．
分析：（1）B图的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块受到了向上托的力，即浮力；根据实验现象和结合阿基米德原理回答．
（2）（a）浸在液体中的物体受到液体的浮力，浮力大小等于重力与弹簧测力计的拉力之差，重力不变，浮力是否变化通过拉力是否变化得出；
（b）①读懂图象中物体受到的拉力（浮力）与所在水的深度的关系，就能做出正确的选择；
②由图象可知，当物体所在水的深度为h=0，也就是没有与水接触时，弹簧测力计的示数等于物体的重力；已知重力，可以得到物体的质量；当物体完全浸没时，浮力的大小可以得到；已知浮力和水的密度，应用浮力公式的变形公式求出物体的体积；已知物体的质量和体积，然后应用密度公式求出金属圆柱体的密度．
点评：（1）本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用，考查了学生分析实验现象得出结论的能力，属于基础题目．
（2）此题主要考查的是学生对浮力大小与物体排开液体的体积的关系的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键．