Question

12．某实验小组在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计、底面积为5cm²、高度为6cm的实心圆柱体铜块、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等．

（1）该小组同学进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均为溢出），并将其示数记录在表格中．

实验步骤	B	C	D	E	F
弹簧测力计示数/N	2.6	2.5	2.4	2.4	2.3

（2）在实验步骤B中铜块所受浮力F_浮=0.1N．
（3）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关．
（4）该小组同学根据已知条件算出步骤B中铜块下表面受到水的压强是200Pa；然后在步骤B的基础上继续探究：把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐减小（选填“增大”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）认清弹簧测力计的分度值读数；
（2）根据称重法求浮力F_浮=G-F_示；
（3）运用控制变量法，找出不变的量和变化的量，确定浮力大小与变化量的关系；
（4）根据浮力产生的原因，由p=$\frac{{F}_{压}}{S}$求解，缓慢向烧杯内加水，排开水的体积增大，浮力变大，由称重法分析．

解答 解：（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）由铜块的重力和表中对应的示数，在实验步骤中B中，铜块所受浮力F_浮=G-F=2.7N-2.6N=0.1N；
（3）实验步骤由B到步骤D，铜块浸入水的体积越来越大，弹簧测力计示数F越来越小，则物体受到的浮力越来越大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；实验步骤A、E、F，物体排开液体的体积不变，改变的是液体的密度，因弹簧测力计示数不同，根据F_浮=G-F_示物体受到的浮力大小不同，可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关；
（4）在步骤E、F中，铜块受到的浮力分别为F_浮水=2.7N-2.4N=0.3N、F_浮盐=2.7N-2.3N=0.4N，铜块排开液体的体积等于其本身的体积，
根据浮力产生的原因，步骤B中铜块下表面受到水的压力等于其受到的浮力F_浮=0.1N，
步骤B中铜块下表面受到水的压强p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{0.1N}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=200Pa，
在B的基础上，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，增大了铜块排开液体的体积，浮力增大，由F_浮=G-F_示可知，F_示减小．
故答案为：（1）2.7； （2）0.1N；（3）排开液体的体积；排开液体的密度；（4）200；减小．

点评 通过探究“浮力大小与哪些因素有关”，综合考察液体压强的计算、阿基米德原理、浮力产生的原因等知识，是一道常见题．