Question

16．为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了如图所示的实验：

（1）此实验能验证阿基米德原理．甲图中弹簧测力计的示数是2N．
（2）请在乙图中用力的示意图把合金块所受浮力的三要素表示出来．
（3）图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金所受的浮力不变（填“变大”、“不变”或“变小”）．
（4）若将乙图中烧杯里的水换成密度较大的盐水，测力计示数将变小．

Answer 1

分析 （1）阿基米德原理的内容：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力；要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力，可根据F_浮=G-F_示得出，再根据G=F_示数+F_浮计算弹簧测力计的示数；
（2）浮力作用在物体的重力，方向竖直向上；
（3）物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，与浸没的深度无关；
（4）根据阿基米德原理的变形公式判断浮力大小变化，再根据平衡力的特点判断弹簧测力计示数的变化．

解答 解：（1）图中实验可以验证阿基米德原理，浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力，所以合金块受到的浮力F_浮=0.5N，所以G=F_示数+F_浮=0.5N+1.5N=2N；
（2）合金块受到的浮力F_浮=1.0N，浮力作用在物体的重力，方向竖直向上，如图所示：

（3）由阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关．
当合金块浸没在水中时，不论是向下匀速运动还是向上匀速运动，只要始终是没入水中，则V_排一定，所受浮力不变．
（4）由F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力跟液体的密度和排开液体的体积有关，在物体排开液体的体积不变时，将图乙烧杯中的清水换成盐水，则液体的密度增大，浮力增大；
由G=F+F_浮可知，当重力不变，浮力增大时，弹簧测力计的示数变小．
故答案为：（1）阿基米德原理；2N；（2）见上图；（3）不变；（4）小．

点评 本题考查了探究浮力大小的实验，重点要注意的是浮力的大小也浸没的深度无关，在分析数据时，要注意当物体沉底时，所受的力属多个力的平衡，要会进行受力分析．