Question

20．小常同学从课外资料中了解到，庄子曾提出：如果水积得不够多，那么承载大船就没有力量．
也就是说浮力的大小一液体的多少有关．庄子的说法有道理吗？

（1）小常从实验室找来了烧杯、木块（不吸水）、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关．他先用了弹簧测力计测出木块的重力（如图甲）．再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态（如图乙）．然后他向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水（填操作），发现木块仍然漂浮．经分析可知，木块两次受到的浮力都为2.5牛．从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关．
（2）小常进一步开展了如图丙实验，往两个相同的塑料盒A、B中个加入10牛的水，再将B盆放入A盆，B盆漂浮．这时B盆所受浮力：F_浮=G_B盆+10N＞10N．继续往B盆内加30牛水，B盆仍漂浮．小常此实验的目的是探究较少的水能否产生较大的浮力．
（3）小常继续如下实验，发现了一些微妙的关系，
①在弹簧下端挂上小筒和金属块，机械弹簧伸长后指针位置，如图A所示；②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B所示；③将烧杯的水全倒入小筒中，弹簧指针又恢复到原来位置0，如图C所示．B图的弹簧比A图的弹簧缩短说明金属块受到浮力的作用；C图弹簧指针又恢复到位置0，说明物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力．

Answer 1

分析 （1）探究浮力大小与水量的多少关系，可以改变水的多少，向烧杯中增加水或倒出水；由图示弹簧测力计读出其示数，木块漂浮，它受到的浮力等于它的重力．
（2）根据实验操作及实验现象分析答题．
（3）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．

解答 解：（1）用弹簧测力计测出木块的重力；将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态；然后向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水．
由图甲所示可知，弹簧测力计的示数为2.5N，木块重力为2.5N，木块漂浮在水上，它受到的浮力等于其重力，为2.5N．
（2）由小常的实验操作可知，他要探究：探究较少的水能否产生较大的浮力．
（3）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； C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．
故答案为：（1）向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水；2.5；（2）探究较少的水能否产生较大的浮力；（3）物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力．

点评 本题探究跟浮力有关的现象和知识，要根据实验目的设计实验操作，注意控制变量法的应用，从实验中也可看出，浮力大小与物体排开水的多少有关，与水本身的多少无关．