Question

14．小林和小明出去游玩时看到放入水中的石块沉入水底，而放入水中的泡沫塑料会上浮，直到漂浮在水面上．因此小林认为：密度大的物体在水中受到的浮力小．小明认为：物体受到的重力比浮力大的会下沉，而物体受到的重力比浮力小的会上浮．
实验室有如下器材：
体积为V₁的铁块．木块各一个，体积为V₂的铁块．木块各一个（V₁＞V₂，ρ_铁＞ρ_水＞ρ_木），细线．弹簧测力计．大烧杯和适量的水．
（1）请你选择合适的实验器材；
（2）请你设计一个定量实验，证明小林、小明谁的观点是正确的．

Answer 1

分析 （1）首先掌握影响浮力大小的因素：液体密度和排开液体的体积，与物体的密度大小无关；
（2）应选取体积相同但密度不同的物体进行实验，即可说明小林和小明谁的观点是否正确．

解答 解：
（1）实验器材：体积为V₁的铁块、木块各一个，弹簧测力计、装有适量水的烧杯、细线．
（2）实验过程：①用细线把体积为V₁的铁块系挂在调好的弹簧测力计下，测出铁块重G₁，将铁块浸没在水中，待铁块静止时读出弹簧测力计的示数F₁，计算铁块受到的浮力：F_浮1=G₁-F₁；
②再用弹簧测力计测出体积为V₁的木块重G₂，将木块和铁块绑在一起挂在弹簧测力计下浸没在水中，待静止时读出弹簧测力计的示数F₂，计算木块速度的浮力：F_浮2=G₁+G₂-F₂-F_浮1；
③实验发现F_浮1=F_浮2，体积相同的密度大的铁块和密度小的木块，在水中受到的浮力相同，说明浮力与物体密度无关，说明小林的观点是错误的；
实验发现G₁＞F_浮1，铁块下沉，G₂＜F_浮2，木块上浮，即物体受到的重力比浮力大的会下沉，而物体受到的重力比浮力小的会上浮，说明小明的观点是正确的．

点评 此题通过实验推翻了由一些表面现象得出的片面结论，通过实验更加加深了学生对影响浮力大小因素的认识．根据阿基米德原理，要比较浮力大小，关键是比较浸在液体中物体排开液体的重力．