Question

【題目】小明幫爺爺澆菜園。他從井中提水時發現盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能與物體排開液體的體積有關。于是他找來一個金屬圓柱體、彈測力計和燒杯等器材進行了如圖所示的探究。

（1）分析圖中彈簧測力計示數的變化可知，物體排開液體的體積越大，所受的浮力____.

（2）實驗結束后，小明繪制了彈簧測力計對金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如圖（戊）所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg），分析圖像可知：①曲線_____（選填“a”或“b”）描述的是彈簧測力計示數的變化情況。

②該金屬圓柱體所受的重力為_______N，金屬圓柱體的密度為_____________kg/m3。

（3）爺爺鼓勵小明對“浸在液體中的物體所受浮力大小是否與液體的密度有關”這一問題進行探究。請你幫小明選擇合適的器材，并寫出實驗步驟。

實驗器材：___________________________________________________________________

實驗步驟：________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 越大 b 2.7 2.7×103 器材：金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線 ①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下。②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數F1。③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數F2。④比較F1和F2的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關。

【解析】圖中的彈簧測力計示數隨著物體排開液體的增多而減小，所明物體排開液體的體積越大，所受的浮力越大；因物體排開液體體積越大，彈簧測力計示數越小，故可得曲線b描述的是彈簧測力計示數的變化情況，；當物體在空氣中時，彈簧測力計示數等于物體重力，故圖中物體重為2.7N，物體浸沒到水中時受到的浮力為1.7N，則浮力大小為1N，根據物體浸沒時排開液體體積等于物體體積可得G/gρ金=F/gV排；解得ρ金=2.7×103kg/m3.若要研究浸在液體中的物體所受浮力大小與液體的密度的關系，就要用到控制變量法，保持除液體以外的其他量不變，進行比較，用到的器材：金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線；具體步驟為：①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下。②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數F1。③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數F2。④比較F1和F2的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關。