Question

【题目】小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。

（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力____.

（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图（戊）所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg），分析图像可知：①曲线_____（选填“a”或“b”）描述的是弹簧测力计示数的变化情况。

②该金属圆柱体所受的重力为_______N，金属圆柱体的密度为_____________kg/m3。

（3）爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究。请你帮小明选择合适的器材，并写出实验步骤。

实验器材：___________________________________________________________________

实验步骤：________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 越大 b 2.7 2.7×103 器材：金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线 ①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下。②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F1。③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F2。④比较F1和F2的大小，分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关。

【解析】图中的弹簧测力计示数随着物体排开液体的增多而减小，所明物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；因物体排开液体体积越大，弹簧测力计示数越小，故可得曲线b描述的是弹簧测力计示数的变化情况，；当物体在空气中时，弹簧测力计示数等于物体重力，故图中物体重为2.7N，物体浸没到水中时受到的浮力为1.7N，则浮力大小为1N，根据物体浸没时排开液体体积等于物体体积可得G/gρ金=F/gV排；解得ρ金=2.7×103kg/m3.若要研究浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度的关系，就要用到控制变量法，保持除液体以外的其他量不变，进行比较，用到的器材：金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线；具体步骤为：①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下。②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F1。③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F2。④比较F1和F2的大小，分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关。