Question

小明用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．图所示为探究过程及有关数据：

（1）分析图A、B、C、D，说明浮力大小跟______有关；
（2）分析图______，说明浮力大小跟液体的密度有关；
（3）金属块完全浸在煤油中所受的浮力是______N；
（4）根据图中五个实验提供的信息，小明认为可以直接或间接地得到多个物理量的数值，请你写出其中的三个物理量及其数值（格式见示例，重抄示例不给分．已知水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）：
示例：煤油的密度ρ_煤油=0.8×10³kg/m³．
①金属块的质量m=______（填数值带单位）
②金属块完全浸没在水中时排开水的体积V_排=______（填数值带单位）
③______（填物理量及其数值带单位）

Answer 1

解：（1）图A、B、C、D中金属块排开水的体积逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，因此说明浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；
（2）要想探究浮力与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积不变，因此D和E符合这一要求；
（3）金属块完全浸在煤油中所受的浮力是F_浮=G-F_拉=10N-7.6N=2.4N；
（4）①金属块的质量m===1kg；
②金属块完全浸没在水中时排开水的体积V_排===300cm³；
③还可以求出的物理量有：金属块完全浸在水中所受的浮力F_浮力=3N；金属块的重量G=10N；金属块的体积V=300ml；金属块的密度ρ_金属=3.3×10³kg/m³．
故答案为：（1）物体排开液体的体积；
（2）D和E；
（3）2.4；
（4）①kg；②300cm³；③金属块完全浸在水中所受的浮力F_浮力=3N．（其他答案合理均可）
分析：（1）重点比较金属块排水体积与弹簧测力计示数的变化；
（2）浮力跟液体的密度有关，就要求控制物体排开液体的体积不变；
（3）金属块的浮力可利用称重法的表达式求出；
（4）通过浮力、重力、质量、密度等公式的灵活运用，可求出多个量的大小．
点评：在分析（1）（2）时，要注意控制变量法的运用；在（3）（4）的计算中，则主要用到了称重法求浮力、阿基米德原理、重力的公式、密度的公式等．