Question

9．小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油）如图，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．（ρ_煤油=0.8×10³kg/m³）
（1）分析图B，C，D，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
（2）分析图D、E，说明浮力大小跟液体的密度有关；
（3）物体完全浸没在煤油中所受的浮力是2.4N；由此可知该金属块的体积为3×10^-4m³；如果直接将该金属块投入水中，该物体将下沉（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．

Answer 1

分析 物体在液体中受到竖直向下的重力G，竖直向上的弹簧测力计的拉力F，竖直向上的浮力F_浮作用而静止，处于平衡状态，由平衡条件可得F_浮=G-F；
（1）分析图B、C、D，看物体所受浮力与物体排开液体体积间的关系，从而得出结论．
（2）探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同，分析各图，找出符合条件的图片．
（3）由图A求出物体的重力，由图E求出弹簧测力计对物体的拉力，然后由平衡条件求出物体在煤油中受到的浮力．
物体和水的总体与水的体积之差是物体的体积，由图示实验可以求出物体的体积；
由阿基米德原理可知，物体所受浮力等于物体排开液体所受重力，根据图示实验求出物体的重力，然后根据物体的重力与物体浸没在水中受到的浮力关系判断物体的运动情况．

解答 解：（1）由图B、C、D可知，物体浸入水的体积不同，即物体排开水的体积不同，物体受到的浮力不同，这说明：浮力大小与物体排开液体的体积有关．
（2）探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同，由图D和图E可知，物体排开液体的体积相同，两烧杯中液体不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此图D、E说明浮力大小跟液体密度有关．
（3）由图A可知，物体的重力G=10N，由图E可知，物体浸没在煤油中时，弹簧测力计对物体的拉力F=7.6N，则物体受到的浮力F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
由图A、D所示实验可知，物体的体积：V=800ml-500ml=300ml=3×10^-4m³，
由图A与图D可知，金属块完全浸没在水中时受到的浮力是：F_浮=10N-7N=3N＜G，如果直接将该金属块投入水中，该物体将下沉．
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）D、E；（3）2.4；3×10^-4m³；下沉．

点评 这是一道学科综合题，考查了影响浮力大小的因素、控制变量法的使用、浮力的测量；影响浮力大小的因素、控制变量法是中考的热点，需要掌握．