Question

1．小明在探究“浮力大小和哪些因素有关”的实验时，把重为5N的金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，弹簧测力计的示数如图1所示．

（1）金属块浸没在水中所受到浮力的大小为1N；浸没在酒精中所受到浮力的大小为0.8N；
（2）做甲、乙两次实验，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（3）做丙、丁两次实验，说明浮力大小与液体密度有关；
（4）乙、丙两次实验，说明金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度无关；
（5）如图2所示，能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是C．（金属块未接触容器底）

Answer 1

分析 （1）物体浸没在液体中，物体重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力；
（2）在探究浮力大小和排开液体的体积有关时，要控制液体的种类相同，改变物体浸在液体中的体积，据此进行分析；
（3）丙、丁两图，金属块浸没在液体中，排开液体的体积相同，液体种类不同，据此进行分析；
（4）探究浮力与浸没的深度的关系，要控制液体种类、排开液体体积相同，而金属块浸没如水中的深度不同．
（5）对金属块进行受力分析，然后由平衡条件分析答题．

解答 解：
（1）金属块的重力G=5N，由图丙可知，金属块浸没在水中受到的浮力F_浮1=G-F_丙=5N-4N=1N；
由图丁可知，金属块浸没在酒精中受到的浮力F_浮2=G-F_丁=5N-4.2N=0.8N；
（2）要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积的关系，需控制液体的种类相同，物体浸入液体中的体积不同，由图可知：图甲、乙符合条件；
（3）由图可知，丙、丁两次实验，金属块排开液体的体积和浸没的深度都相同，只有液体的种类不同，因此是探究浮力与液体密度的关系；
（4）探究浮力与深度的关系时，根据控制变量法的思想，应控制液体种类和排开液体的体积相同，只改变浸没的深度，符合条件的只有乙、丙，数据显示浮力与浸没的深度无关；
（5）金属块处于平衡状态，弹簧秤示数F=G-F_浮，
金属块底部接触水面后，随着浸入水中深度h的增加，金属块排开水的体积变大，金属块受到的浮力F_浮变大，所以弹簧测力计的示数变小；
当金属块完全浸没入水中时，金属块受到的浮力不变，弹簧测力计的示数不再变化；
图象C符合弹簧测力计示数F与金属块底部浸入水中深度h关系，故选C．
故答案为：（1）1；0.8；（2）甲、乙；（3）液体密度；（4）丙；无关；（5）C．

点评 此题是浮力和深度关系的探究实验，实验中应用了控制变量法，实验表明，浸在液体中的物体受到浮力的作用，浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，与物体在液体中浸没的深度无关．