Question

11．小明在研究物体的浮沉时，发现铁块放入水中下沉，塑料块浸没在水中后上浮．为进 一步探究物体的浮沉条件，他找来了下列器材：弹簧测力计、一杯水、细线、铁块 A、塑料块B和塑料块C（B 与A体积相同，C与A质量相同）．
（1）他按图甲和乙进行了实验，测出铁块受到的浮力大小为F₁-F₂，并与重力比较，由此得出了物体下沉的条件．
（2）实验时，他无意中发现增大铁块浸没在水中的深度，某一时刻测力计的示数会突然变 小，示数变小的原因是：铁块接触到容器底部．
（3）为探究物体上浮的条件，他选择了合适的塑料块，利用现有器材在题中（1）实验的基础上，增加一个实验步骤就完成了探究．
①选择的塑料块是B（B/C）．
②增加的步骤是测出塑料块B的重力G（用字母表示测得的物理量）．
③当满足F₁-F₂＞G（用测得的物理量表示）条件时，物体上浮．

Answer 1

分析 （1）根据称重法测浮力的大小；
（2）某一时刻测力计的示数会突然变小，是因另外受到一个向上力的作用来分析；
（3）①用塑料块探究物体的上浮条件，就要比较物体浸没时受到的浮力大小与其自身重力的关系，关键在于如何得出密度小于水的塑料块浸没时受到的浮力大小．根据阿基米德原理，浮力大小与物体排开液体的密度和体积两个因素有关，当两个因素都相同时，浮力大小也相同，由此，在（1）的基础上，可确定选择B塑料块；
②判断物体的浮沉，要比物体受到的浮力和重力的大小关系，由此确定确定增加的步骤；
③比较B塑料块受到的浮力与其重力的大小即可．

解答 解：（1）根据称重法，铁块受到的浮力大小F=F₁-F₂；
（2）他无意中发现增大铁块浸没在水中的深度，某一时刻测力计的示数会突然变小，说明铁块受到别外一个向上的力作用，这是因为铁块接触到容器底部，受到容器底部施加的一个向上的作用力而使弹簧测力计示数减小了；
（3）①根据题目条件，因B与A体积相同，根据影响浮力大小的因素，所以选用塑料B，其浸没时受到的浮力大小等于铁块受到的浮力大小F₁-F₂；
②增加的步骤是用弹簧测力计测出B塑料块的重力G；
③当满足F₁-F₂＞G条件时，物体上浮．
故答案为：（1）F₁-F₂；
（2）铁块接触到容器底部；
（3）①B；②测出塑料块B的重力G；③F₁-F₂＞G．

点评 本题探究密度小于水的塑料块的浮沉，巧妙地设计一个同体积的铁块作对比，即考查了物体的浮沉，又考查了影响浮力大小的因素，是一道好题．