Question

12．实验小组为了探究“浸在液体中物体所受的浮力大小与排开液体所受的重力”之间的关系，设计了一个方法：把一个金属块用细绳挂在弹簧测力计上，缓慢放入一盛有70cm³的水的量筒中，图中的四幅图分别表示实验中所挂的金属块在不同的位置时，测力计示数和量筒中水面所到达的刻度（金属块始终没有与量筒底接触）
同学们对实验数据进行分析，并得出了相应的结论：

（1）实验中测力计所挂金属块重1.4N，B图中物体的所受的浮力是0.1N．
（2）各组都得出了“浸在液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开的液体所受的重力”的结论，但出现了两种不同的分析方法，其中：
A组同学是根据F_浮=G_浮和G_排=P_浮V_排g分别计算出物体所受浮力大小和物体排开液体所受的重力大小．
B组同学则是根据所挂金属块未浸入和浸入液体两次示数的差和G_排=P_浮V_排g分别算出物体所受的浮力大小和排开液体所受的重力大小．你觉得A组的分析是错误的，理由是F_浮=G_排是应证实的关系式．
（3）分析数据，可以知道金属块的密度是4.7g/cm³
（4）分析数据还可以得到的结论是浸没在液体中的物体所受浮力大小和深度无关．

Answer 1

分析 （1）物体的重力可以直接读出，物体受到的浮力根据F_浮=G-F_示求出；
（2）我们要验证浮力和物体排开液体的体积，计算浮力时就不能使用F_浮=G_排这个关系式；
（3）物体的质量等于重力除以g，物体的体积可以从物体浸末水中前后量筒的示数得出．质量除以体积就是密度．
（4）比较图3和图4可以得出浮力和物体浸没液体深度的关系．

解答 解：（1）金属块未浸入水中时，弹簧测力计的示数就是金属块的重力，金属块的重力G=1.4N；
物体所受浮力F_浮=G-F_示=1.4N-1.3N=0.1N；
（2）A组同学用到了F_浮=G_排这个关系式，而这个关系式就是我们这个实验要探究的内容，所以A组的分析是错误的．
（3）金属块的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.4N}{10N/kg}$=0.14kg=140g，
金属块的体积V=90ml-60ml=30ml=30cm³
金属块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{140g}{30c{m}^{3}}$≈4.7g/cm³．
（4）通过分析图3和图4，我们还可以发现：金属块浸没在水中的深度变大时，弹簧测力计的示数不变，根据F_浮=G-F_示浮力就是不变的．
从而得出：浮力和物体浸没在液体中的深度无关．
故答案为：
（1）1.4；0.1；
（2）A；F_浮=G_排是应证实的关系式；
（3）4.7；
（4）浸没在液体中的物体所受浮力大小和深度无关．

点评 此题考查的是浮力大小和物体排开液体重力的关系，这是一个非常重要的实验，中考时经常会考到．