Question

某同學(xué)把重力為4.40牛、體積為V米³的圓柱體掛在彈簧秤的下端，分別測(cè)量圓柱體在水和酒精中所受的浮力，下表記錄了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）

液體的種類	實(shí)驗(yàn)序號(hào)	圓柱體排開液體的體積（米3）	彈簧秤示數(shù)（牛）	圓柱體所受浮力（牛）
水	1	2/5V	2.44	1.96
	2	3/5V	1.46	2.94
	3	4/5V	0.48	3.92
	4	9/10V	0
酒精	5	2/5V	2.84	1.56
	6	3/5V	2.06	2.34
	7	4/5V	1.28	3.12
	8	9/10V	0

（1）分析比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與5或（2與6）或（3與7），可以得出的結(jié)論是：

在物體排開液體體積相同的情況下，物體所受的浮力與液體的密度有關(guān)

．
（2）分析比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)

1與2或3（或5與6或7）

，可以得出的結(jié)論是：浸在同種液體中的物體，排開液體的體積越大，所受的浮力也越大，且所受浮力與物體排開液體的體積成正比．
（3）試分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)4的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生彈簧秤示數(shù)為零的原因（彈簧秤完好）可能是

物體漂浮在水面上

．
（4）試分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)8的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生彈簧秤示數(shù)為零的原因（彈簧秤完好）可能是

圓柱體沉到容器底部

．
（5）在表中的兩個(gè)空格處分別填上相應(yīng)的數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析：（1）浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，當(dāng)物體排開液體的體積相同時(shí)，浮力大小與密度有關(guān)；
（2）浸在同種液體中的物體，排開液體的體積越大，所受的浮力也越大，且所受浮力與物體排開液體的體積成正比．要探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法控制液體密度不變；
（3）根據(jù)阿基米德原理：F_浮=G_排，G=mg，求出物體的密度，比較物體與液體密度的大小，并判斷物體的狀態(tài)．

解答：解：（1）表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與5、2與6、3與7物體排開液體的體積分別是

2

5

V、

3

5

V、

4

5

V，而所受的浮力分別是1.96N，1.56N；2.94N，2.34N；3.92N，3.12N．當(dāng)排開液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大物體所受浮力越大；
（2）結(jié)論是：浸在同種液體中的物體，排開液體的體積越大，所受的浮力也越大，且所受浮力與物體排開液體的體積成正比．
說明研究的問題是在同一種液體中F_浮與V_排的關(guān)系，所以只選擇水的數(shù)據(jù)或只選擇酒精的數(shù)據(jù)，1與2或3；5與6或7；
（3）根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排，G_排=ρ_液gV_排，根據(jù)題意V_排=V_浸，F(xiàn)_浮=ρ_水gV_浸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1的數(shù)據(jù)1.96N=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×

2

5

V，V=5×10^-4m³；
G=mg=ρVg，ρ=

G

Vg

=

4.40N

5×10-4m3×9.8N/kg

=0.898×10³kg/m³，ρ＜ρ_水，物體可能漂浮在水面上；
（4）ρ＞ρ_酒精，圓柱體可能沉到容器底部；
（5）根據(jù)（3）物體可能漂浮在水面上，根據(jù)二力平衡的條件，F(xiàn)_浮=G=4.40N；
F_浮=ρ_酒精g

9

10

V=0.8×10³×9.8N/kg×

9

10

×5×10^-4m³=3.528N
答案為：（1）在物體排開液體體積相同的情況下，物體所受的浮力與液體的密度有關(guān)；
（2）1與2或3（或5與6或7）；
（3）物體漂浮在水面上；
（4）圓柱體沉到容器底部；
（5）4.40N；3.528N．

點(diǎn)評(píng)：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)采用稱重法可以測(cè)出物體在液體中受到的浮力，根據(jù)浮力間接求出體積；
（2）探究浮力與計(jì)算密度相結(jié)合，屬于綜合性題目，中考中經(jīng)常出現(xiàn)，平時(shí)多培養(yǎng)綜合處理物理問題的能力．