Question

（2011?廣安模擬）小剛同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．下圖表示探究過程及有關數據．

（1）分析②、③、④，說明浮力大小跟

物體排開液體的體積

有關．
（2）分析

④、⑤

，說明浮力大小跟液體的密度有關．
（3）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是

2.4

N．
（4）根據圖中的實驗數據，該金屬塊的體積是

3×10³

m³；密度是

3.33×10³

kg/m³．（g取10N/kg，密度小數點后保留兩位）

Answer 1

分析：（1）根據阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知，影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開液體的體積，然后分析②、③、④中的相同量和不同量即可得出結論；
（2）要比較浮力與液體密度的關系，需要控制其排開液體的體積相同，只改變液體的密度，據此可判斷符合要求的實驗次數；
（3）由①可知物體的重力，根據稱重法求出物體完全浸沒在酒精中所受的浮力；
（4）根據阿基米德原理求出物體排開液體的體積即為物體的體積，根據ρ=

m

V

和G=mg求出金屬的密度．

解答：解：
（1）分析②、③、④可知，液體的密度不變，金屬塊排開液體的體積逐漸增大，彈簧測力計的示數逐漸減小，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
（2）要探究浮力和液體密度的關系，就要控制物體排開液體的體積一定，而液體的密度不同，④和⑤符合這種情況；
（3）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力：
F_浮酒=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
（4）∵物體完全浸沒在酒精中，
∴根據F_浮=ρgV_排得，金屬塊的體積：
V=V_排=

F浮

ρ酒g

=

2.4N

0.8×103kg/m3×10N/kg

=3×10^-4m³；
根據ρ=

m

V

和G=mg可得：
ρ=

m

V

=

G

Vg

=

10N

3×10-4m3×10N/kg

≈3.33×10³kg/m³．
（1）物體排開液體的體積；
（2）④、⑤；
（3）2.4；
（4）3×10³；3.33×10³．

點評：稱重法的運用、浮力大小與物體排開液體的體積以及金屬塊的密度是本題中的基本考查點，真正的難點在于金屬塊密度的求法；整體的思路依然是從公式入手，想辦法間接求出質量和體積，再用公式求密度；主要用到了浮力的公式、阿基米德原理、等效替代法等，有一定的挑戰性，也值得我們學習和掌握．