试题

在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班中的“物理博士”小强同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有适量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．图表示探究过程及有关数据．

（1）分析图B、C、D，说明浮力大小跟 有关．
（2）分析图，说明浮力大小跟液体密度有关．
（3）从上述的探究过程中还可计算出该金属块的密度是㎏/m³ （ρ_水=1.0×10³㎏/m³）
（4）小强还想利用一块橡皮泥探究浮力大小与物体形状是否有关？
（a）针对上述的问题，你的猜想是：
（b）设计和进行实验（写出简要的步骤）：
（c）你怎样对实验结果进行分析？

解：（1）由图B、C、D所示实验可知，物体排开水的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知：浮力跟物体排开液体的体积有关．
（2）由图D、E所示可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，图D、E所示实验说明：浮力大小跟液体密度有关．
（3）由图A可知，金属块的重力G=10N，∵G=mg，∴金属块的质量m=

G

g

；
由图D可知，金属块完全浸入水中时受到的浮力F_浮=G-F=10N-7N=3N，
∵F_浮=ρ_水gV_排，∴金属块的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

，金属块的密度
ρ_金属块=

m

V

=

G g

F浮 ρ水g

=

Gρ水

F浮

=

10N×1×103kg/m3

3N

≈3.3×10³㎏/m³；
（4）（a）猜想：浮力大小与物体的形状有关；
（b）实验步骤：
①先用弹簧测力计测出这块橡皮泥的重为G；
②把橡皮泥挂在弹簧测力计的下面浸没于水中，读出此时的示数为G₁；
③将橡皮泥改变形状后挂在弹簧测力计的下面浸没于水中，读出此时的示数为F₂；
（c）实验结论：如果G-F₁=G-F₂，则浮力的大小与物体的形状无关，如果G-F₁≠G-F₂，则浮力的大小与物体的形状有关．
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）D、E；（3）3.3×10³；（4）（a）浮力大小与物体的形状有关；（b）（c）如上所述．