Question

實驗小組為了探究“浸在液體中物體所受的浮力大小與排開液體所受的重力”之間的關(guān)系，設(shè)計了一個方法：把一個金屬塊用細繩掛在彈簧測力計上，緩慢放入一盛有60cm³的水的量筒中，圖中的四幅圖分別表示實驗中所掛的金屬塊在不同的位置時，測力計示數(shù)和量筒中水面所到達的刻度（金屬塊始終沒有與量筒底接觸）
同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析，并得出了相應(yīng)的結(jié)論：

（1）實驗中測力計所掛金屬塊重

 

N，B圖中物體的所受的浮力是

 

N．
（2）各組都得出了“浸在液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開的液體所受的重力”的結(jié)論，但出現(xiàn)了兩種不同的分析方法，其中：
A組同學(xué)是根據(jù)F_浮=G_排和G_排=ρ_液V_排g分別計算出物體所受浮力大小和物體排開液體所受的重力大小．
B組同學(xué)則是根據(jù)所掛金屬塊未浸入和浸入液體兩次示數(shù)的差和G_排=ρ_液V_排g分別算出物體所受的浮力大小和排開液體所受的重力大�。�
你覺得

 

組的分析是錯誤的，理由是

 

．
（3）分析數(shù)據(jù)，可以知道金屬塊的密度是

 

g/cm³
（4）分析數(shù)據(jù)還可以得到的結(jié)論是

 

．

Answer 1

分析：（1）物體的重力可以直接讀出，物體受到的浮力根據(jù)F_浮=G-F_示求出；
（2）我們要驗證浮力和物體排開液體的體積，計算浮力時就不能使用F_浮=G_排這個關(guān)系式；
（3）物體的質(zhì)量等于重力除以g，物體的體積可以從物體浸末水中前后量筒的示數(shù)得出．質(zhì)量除以體積就是密度．
（4）比較圖3和圖4可以得出浮力和物體浸沒液體深度的關(guān)系．

解答：解：（1）金屬塊未浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)就是金屬塊的重力，金屬塊的重力G=1.4N；
物體所受浮力F_浮=G-F_示=1.4N-1.3N=0.1N；
（2）A組同學(xué)用到了F_浮=G_排這個關(guān)系式，而這個關(guān)系式就是我們這個實驗要探究的內(nèi)容，所以A組的分析是錯誤的．
（3）金屬塊的質(zhì)量m=

G

g

=

1.4N

10N/kg

=0.14kg=140g
金屬塊的體積V=90ml-60ml=30ml=30cm³
金屬塊的密度ρ=

m

V

=

140g

30cm3

≈4.7g/cm3．
（4）通過分析圖3和圖4，我們還可以發(fā)現(xiàn)：金屬塊浸沒在水中的深度變大時，彈簧測力計的示數(shù)不變，根據(jù)F_浮=G-F_示浮力就是不變的．
從而得出：浮力和物體浸沒在液體中的深度無關(guān)．
故答案為：
（1）1.4；0.1；
（2）A；F_浮=G_排是應(yīng)證實的關(guān)系式；
（3）4.7；
（4）浸沒在液體中的物體所受浮力大小和深度無關(guān)．

點評：此題考查的是浮力大小和物體排開液體重力的關(guān)系，這是一個非常重要的實驗，中考時經(jīng)常會考到．