Question

【題目】為探究物體在水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關(guān)系，小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺(tái)秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用細(xì)線系住金屬塊并掛在彈簧測力計(jì)上，測力計(jì)示數(shù)為G．然后將金屬塊緩慢浸入水中，且始終不與杯接觸，如圖。

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計(jì)示數(shù)逐漸變小，說明浮力大小逐漸_____。據(jù)此，小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為下列說法正確的是_____。

A．只有小明的觀點(diǎn)合理 B．只有小華的觀點(diǎn)合理

C．兩人的觀點(diǎn)都不合理 D．兩人的觀點(diǎn)都合理

（2）接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出_____的觀點(diǎn)不具有普遍性。這個(gè)過程中金屬塊受到的浮力F浮＝_____。

（3）為了深入研究，他們測出量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝_____，通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮＝G排，換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，都能得出F浮＝G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。

（4）從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺(tái)秤的示數(shù)變化情況是_____。

Answer 1

【答案】（1）變大； D； （2）小明； G﹣F； （3）ρ水V排g； （4）一直不變

【解析】

（1）浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力作用，根據(jù)F=G-F浮 知道，受到的浮越大，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)越小。

（2）由于增大金屬塊浸沒在水中的深度，而測力計(jì)的示數(shù)始終不變，據(jù)此可知浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關(guān)；

（3）由重力G=mg=ρV g計(jì)算排出水的重力；

（4）根據(jù)臺(tái)秤示數(shù)等于臺(tái)秤對(duì)容器的支持力，然后由阿基米德原理可知臺(tái)秤示數(shù)前后示數(shù)的變化。

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計(jì)示數(shù)逐漸變小，由F=G-F浮 知道，說明浮力大小逐漸變大；金屬塊浸沒前的過程中，小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大，結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)，說明兩人的觀點(diǎn)都合理，故選D；

（2）接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F，則說明出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關(guān)，即小明的觀點(diǎn)不具有普遍性；由F=G-F浮 知道，這個(gè)過程中金屬塊受到的浮力是：F浮 =G-F；

（3）根據(jù)題意知道，測出量筒中水的體積是V排，水的密度用ρ水表示，則其重力G排=m排 g=ρ水V排g。

（4）分析臺(tái)秤的受力知道，臺(tái)秤的示數(shù)等于溢水杯的重力+水的重力+物體對(duì)水向下的壓力-溢出的水人重力，且物體對(duì)水向下的壓力等于浮力，等于溢出的是的重力，所以抵消，故臺(tái)秤示數(shù)不變。