Question

【題目】探究物體在水中受到的浮力大小與什么因素有關，如圖所示，小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺秤上，溢水杯口下方放置一空量筒，用細線系住金屬塊并掛在彈簧測力計上，然后將金屬塊緩慢浸入水中，且始終不與杯接觸。

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數逐漸變小，說明浮力大小逐漸_____，據此，小明認為金屬塊受到浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認為浮力隨浸人水中的體積增大而增大。

（2）接下來他們繼續實驗，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發現測力計的示數始終不變且為F，據此可得出_____的觀點不具有普遍性。

（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＝_____，通過比較數據發現F浮＝G排，換用不同的物體和液體重復上述實驗，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秤的示數變化情況是_____。

Answer 1

【答案】變大 小明 ρ水V排g 一直不變

【解析】

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數逐漸變小，根據F＝G﹣F浮可知，說明浮力大小逐漸變大；

（2）接下來他們繼續實驗，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發現測力計的示數始終不變且為F，據此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關，故小明的觀點不具有普遍性；

（3）量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝m排g＝ρ水V排g，通過比較數據發現F浮＝G排，換用不同的物體和液體重復上述實驗，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）對臺秤受力分析可知：受溢水杯和水豎直向下的重力，金屬塊向下的壓力F壓＝F浮，由平衡條件得：臺秤對容器的支持力FN＝G+F壓；開始臺稱的示數等于溢水杯的重力+水的重力，當物體放入后，受到水對它向上的浮力，因為力的作用是相互的，所以物體對水有一個向下的反作用力，這時臺秤的示數等于溢水杯的重力+水的重力+物體對水向下的壓力﹣溢出的水的重力，而物體對水向下的壓力等于浮力，等于溢出的水的重力，所以抵消，故臺秤示數不變。