小明帮爷爷浇菜园．他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多.提桶的力就越大．由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关．于是他找来一个金属圆柱体.弹簧测力计和烧杯等器材进行实验探究．(1)他先在空气中测出金属圆柱体的重力G=2.7N.然后将金属圆柱体逐渐浸入水中.如图1所示.记下金属圆柱体浸入水中的深度h和受到的浮力F的对应数据如表:实验� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．

小明帮爷爷浇菜园．他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大．由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关．于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行实验探究．
（1）他先在空气中测出金属圆柱体的重力G=2.7N，然后将金属圆柱体逐渐浸入水中（水没有溢出烧杯），如图1所示，记下金属圆柱体浸入水中的深度h和受到的浮力F的对应数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.0	1.0	1.0

请你根据上表中的数据，在图2中画出F-h图线．
（2）分析以上数据或图线可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大．
（3）该金属圆柱体的密度为2.7×10³kg/m³．
（4）爷爷又给小明取来一烧杯盐水，鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究．请你帮助小明写出后面的实验操作步骤．
①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下；
②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F₁；
③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F₂，比较F₁和F₂的大小，可得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关．

分析利用描点法即可做出图象；
（1）由数据或图线可知，根据物体排开液体的体积和所受的浮力的数值变化即可判断；
（2）由图象可知，当物体完全浸没时，浮力的大小不变，根据称重法求出浮力，利用公式V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$得到物体的体积；已知物体的重力和体积，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$得到其密度；
（3）要探究浮力与液体密度的关系，保持物体排开不同液体的体积一定，分半测出物体受到的浮力，比较再浮力与密度的关系．

解答解：（1）利用描点法作出图象，如下图：

（2）由数据或图线可知，随着物体浸入水中体积的增大，物体受到的浮力不断增大；所以，物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；
（3）由G=mg得，圆柱体的质量为m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.7N}{10N/kg}$=0.27kg；
当物体完全浸没时，受到的浮力F_浮=1.0N，
由F_浮=ρ_液gV_排可得，圆柱体的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.0N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4_m3，
圆柱体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.27kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.7×10³kg/m³；
（4）要探究浮力与液体密度的关系，需要保持物体排开液体的体积相同，分别测出物体在不同液体中受到的浮力，所以第三步是：将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F₂，比较F₁和F₂的大小，可得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关．
故答案为：（1）如上图；（2）越大；（3）2.7×10³；
（4）将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F₂，比较F₁和F₂的大小，可得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关．