Question

在探究“影响浮力大小的因素”时，某班同学猜想浮力大小可能与液体的密度、物体浸在液体中的深度以及物体排开液体的体积有关，设计了如图所示的实验．老师为同学们准备了以下实验器材：①弹簧测力计 ②装有水的玻璃烧杯 ③装有酒精的玻璃烧杯 ④顶端带有挂钩的金属块 ⑤细线．
（1）探究浮力大小是否与物体浸在液体中的深度有关，应选择的器材是装有水的玻璃烧杯、细线、

①

和

④

．（填写序号）
（2）甲同学认为“物体浸在液体中越深，受到的浮力越大”，并在同种液体中用实验证实他的观点，即铝块从②到③位置的过程中，浮力变大了．乙同学认为“浮力大小与物体浸在液体中的深度无关”，并在同种液体中用实验证实自己的观点，即铝块从④到⑤位置的过程中，浮力大小不变．请分析甲、乙两同学的实验过程，你认为不正确的是

甲

同学的观点，理由是

甲同学在实验中，未控制物体浸入液体的体积不变

．
（3）分析

⑤⑥

（填写序号），说明浮力大小跟液体的密度有关．
（4）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是

2.4

N．
（5）根据图中的实验数据，该金属块的密度是

3.3×10³

kg/m³．（结果保留1位小数） 

Answer 1

分析：（1）探究浮力大小是否与物体浸在液体中的深度有关时，应控制液体的密度不变，比较物体浸入液体不同深度时弹簧测力计的示数，根据称重法可知弹簧测力计的示数发生变化时物体受到的浮力也会发生变化；
（2）要探究物体所受浮力的大小和物体浸在液体中深度的关系，应控制液体的密度和物体排开液体的体积一定，最好的办法就是让同一个物体浸没在同种液体的不同深度处，测出浮力的大小，进行比较，得出结论；
（3）要探究浮力大小跟液体的密度有关，应控制物体排开液体的体积和浸没的深度不变，改变液体的密度，观察弹簧测力计的示数得出结论；
（4）根据称重法求出物体完全浸没在酒精中所受的浮力；
（5）根据称重法求出物体浸没水中受到的浮力，根据阿基米德原理求出排开液体的体积即为金属的体积，再根据G=mg和ρ=

m

V

求出金属的密度．

解答：解：（1）要探究浮力大小和物体浸入液体深度的关系，就要保证液体的密度一定而物体浸入液体的深度不同，浮力的大小需要通过弹簧测力计和某种液体来测量（先测出物体重力，然后将该物体浸在水中读出测力计的示数，两者之差就是物体受到的浮力）；
故答案为：①；④．
（2）在探究浮力的大小和物体浸在液体中深度的关系，应控制液体的密度和物体排开液体的体积（等于物体浸入液体的体积）一定，
甲同学是在物体没有浸没之前改变物体浸入深度的，物体深度增大，排开液体的体积也增大了，浮力增大；
而乙同学则是在物体浸没之后改变浸入深度的，物体深度增大，排开液体的体积不变，弹簧测力计的示数不变，从而说明了浮力的大小和物体浸在液体中的深度无关；
故答案为：甲；甲同学在实验中，未控制物体浸入液体的体积不变．
（3）要探究浮力大小跟液体的密度有关，应控制物体排开液体的体积不变，改变液体的密度，实验中⑤⑥符合；
故答案为：⑤⑥．
（4）物体完全浸没在酒精中所受的浮力：
F_浮=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
故答案为：2.4．
（5）金属块完全浸没在水中所受的浮力：
F_浮′=G-F_水′=10N-7N=3N，
金属块的体积：
V=V_排=

F′浮

ρ水g

，
金属块的密度：
ρ=

m

V

=

G

gV

=

G

g× F浮′ ρ水g

=

Gρ水

F′浮

=

10N×1.0×103kg/m3

3N

≈3.3×10³kg/m³；
故答案为：3.3×10³．

点评：本题考查了探究“影响浮力大小的因素”的实验，涉及到了称重法求浮力、阿基米德原理、密度公式和重力公式的应用，关键是控制变量法在实验中的应用，控制变量法是我们初中阶段最重要的探究实验方法之一，一定要注意掌握和应用．