Question

（2012?鄂爾多斯）為了探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關系，某同學進行了如圖的實驗：
（1）你覺的圖中合理的實驗順序是

乙、丁、甲、丙（或丁、乙、甲、丙）

．
（2）圖甲中浸沒在水中的合金塊所受浮力的大小為

1

N．
（3）圖甲中浸沒在水中的合金塊所受浮力的大小

等于

它排開的水所受的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（4）圖甲中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程中，合金塊所受到的浮力

不變

（填“變大”，“不變”或“變小”）．
（5）合金塊的密度是

4×10³

kg/m³（g=10N/kg）．

Answer 1

分析：（1）探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關系，要分別測出排開液體的重力和物體所受的浮力．
測物體受到的浮力，需先測石塊在空氣中的重力；測排開水的重力．需先測空桶的重力．
（2）物體所受浮力等于物體的重力減在水中受到的拉力：F_浮=G-F．
（3）計算出浮力和物體排開水的重力進行比較，物體受到的浮力等于合金塊排開水的重力．
（4）根據公式F_浮=ρ_液gV_排進行分析．浸沒在液體中的物體在下沉過程中，由于排開液體的重力不變，所以浮力不變．
（5）由公式F_浮=ρ_液gV_排的變形公式V_排=

F浮

ρ液g

計算出物體的體積，由其重力計算出質量m=

G

g

，最后根據公式ρ=

m

V

計算出密度．

解答：解：（1）在探究“浮力的大小等于什么”時，要比較浮力大小與排開水的重力之間的關系．所以需要先測出空桶的重力和小石塊在空氣中的重力，這樣才能夠正確地測出小石塊受到的浮力和排開水的重力．
（2）F_浮=G-F=4N-3N=1N
（3）G_排=2N-1N=1N，所以浸沒在水中的合金塊所受浮力等于它排開的水所受的重力．
（4）根據F_浮=ρ_液gV_排，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程中，由于水的密度和合金塊排開水的體積不變，所以所受浮力不變．
（5）由F_浮=ρ_液gV_排得，V_排=

F浮

ρ水g

=

1N

103kg/m3×10N/kg

=1×10^-4m³
由G=mg得，m=

G

g

=

4N

10N/kg

=0.4kg
所以ρ=

m

V

=

0.4kg

1×10-4m3

=4×10³kg/m³
故答案為：（1）乙、丁、甲、丙（或丁、乙、甲、丙）；（2）1；（3）等于；（4）不變；（5）4×10³．

點評：此題探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關系，注意實驗的順序，同時考查了學生對排開液體的重力、物體所受浮力、及密度公式的應用．