Question

11．在探究有关浮力的实验中：
（1）为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是排开水的重力和浮力．
（2）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中B、C两个步骤测出了浮力（选填代号）．
（3）小明同学利用上面实验中的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理．但实验过程中有一个步骤与上图不同，这个步骤是C（选填代号）．

 小刚在学习了阿基米德原理后思考：物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗？是他猜想：物体受到的浮力大小可能还能跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验．

（4）如图实验中，铜块浸没水中所受的浮力是0.5N．
（5）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小刚应该选取图中的A、B、D、E步骤进行对比．小刚已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力等于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块所受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关（选填“有关”或“无关”）．

Answer 1

分析 （1）要验证阿基米德原理是否成立，应比较排开水的重力和物体所受浮力的大小；
（2）称重法测得浮力F_浮=G-F，由图可知结论；
（3）木块在水中是漂浮，弹簧秤示数为0，此时可不要弹簧秤；
（4）由称重法如图A、E可求铜块受到的浮力；
（5）由控制变量法可知，应控制液体的密度、排开液体的体积不变，改变物体的密度，故可得选项；由于物体密度不同，称重法所得浮力相等，故物体所受的浮力大小与物体的密度无关．

解答 解：（1）由阿基米德原理的内容可知，应比较排开水的重力和物体所受浮力的大小是否相等；
（2）要求浮力由称重法测得浮力F_浮=G-F，必须测得物体的重力和物体在液体中的示数，由图可知应为图B和图C；
（3）木块在水中漂浮，由二力平衡可知，浮力等于重力，浸在水中的木块不在需要弹簧秤，故这个步骤应是C；
（4）由图A、E可得：F_铜浮=G_铜-F_E=4.4N-3.9N=0.5N；
（5）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，由控制变量法可知，应控制液体的密度、排开液体的体积不变，改变物体的密度，由称重法测得浮力，故可选A、B、D、E．
由图B、D可知，F_铁浮=G_铁-F_铁=4.0N-3.5N=0.5N，图A、E可得，F_铜浮=G_铜-F_E=4.4N-3.9N=0.5N，F_铁浮=F_铜浮=0.5N，由此可得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关．
故答案为：（1）排开水的重力，浮力；（2）B，C；（3）C；（4）0.5；（5）A、B、D、E，等于，无关．

点评 本题主要考查与阿基米德原理有关的实验，以及浮力的大小与物体密度的关系，利用了称重法和控制变量法，是一道综合题．