Question

4．小常同学从课外资料中了解到，庄子曾提出：如果水积得不够多，那么承载大船就没有力量．也就是说浮力的大小与液体的多少有关．庄子的说法有道理吗？
（1）小常从实验室找来了烧杯、木块（不吸水）、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关．他先用弹簧测力计测出木块的重力（如图甲）．再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态（如图乙）．然后他向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水（填操作），发现木块仍然漂浮．经分析可知，木块两次受到的浮力都为2.5牛．从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关．
（2）小常进一步开展了如图丙实验．往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水，再将B盆放入A盆，B盆漂浮．这时B盆所受浮力：F_浮=G_B盆+10N＞10N．继续往B盆内加30牛水，B盆仍漂浮．此实验的结论是：较少的水能产生较大的浮力．
（3）小常在如图乙的基础上用手拿针将木块缓缓压入水中（进入水中针的体积忽略不计）来感受浮力大小的变化，你认为小常手受到的力F随木块浸入水中的深度h（定义乙图状态下h=0m）的变化图象是：②（选填“①”或“②”）．

Answer 1

分析 （1）探究浮力大小与水量的多少关系，可以改变水的多少，向烧杯中增加水或倒出水；由图示弹簧测力计读出其示数，木块漂浮，它受到的浮力等于它的重力．
（2）根据实验操作及实验现象分析答题
（3）物体完全浸没前，浮力随深度的增加而增大，完全浸没后，浮力大小不变．

解答 解：（1）用弹簧测力计测出木块的重力；将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态；然后向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水．
由图甲所示可知，弹簧测力计的示数为2.5N，木块重力为2.5N，木块漂浮在水上，它受到的浮力等于其重力，为2.5N．
（2）由小常的实验操作可知，他的结论是：较少的水能产生较大的浮力．
（3）因为手受的力随浮力的大小而变化，物体完全浸没前，浮力随深度的增加而增大，手受到的力也增大；完全浸没后，浮力大小不变，手受到的力也不变；所以应该为先增大再不变．
故答案为：（1）向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水；2.5；（2）较少的水能产生较大的浮力；（3）②．

点评 本题探究跟浮力有关的现象和知识，要根据实验目的设计实验操作，注意控制变量法的应用，从实验中也可看出，浮力与水本身的多少无关．完全浸没时的浮力、及过程中浮力的变化是解决此题的关键．