Question

小明利用實驗探究浮力大小和哪些因素有關(guān)系．他把金屬塊掛在彈簧測力計上，將它分別浸入水和酒精中的不同位置，如圖所示．
（1）讀圖可知，圖甲中金屬塊所受到的浮力為

0.6N

．
（2）由以上的探究實驗可知，浮力大小與

液體密度

和

物體排開液體的體積

有關(guān)．
（3）該金屬塊的密度是

5×10³kg/m³

．
（4）若燒杯底面積為0.01cm²，金屬塊在燒杯內(nèi)浸沒后與未放入金屬塊前比較，水對容器底產(chǎn)生的壓強增加了

100

Pa．

Answer 1

分析：（1）金屬塊在液體中受到重力、浮力和彈簧測力計拉力的作用，在數(shù)值上重力=浮力+拉力，則F_浮=G-F，根據(jù)圖示求出物體的重力，
由圖甲求出彈簧測力計的示數(shù)，然后求出金屬塊受到的浮力．
（2）分析各圖示情景，看物體受到的浮力與物體排開液體的體積、浮力與物體排開液體的種類間的關(guān)系，然后得出結(jié)論．
（3）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排，得V_排=

F浮

ρ液g

，根據(jù)物體完全浸沒時的浮力計算出物體的體積．
由G=mg得m=

G

g

，從而由物體的重力計算出物體的質(zhì)量，根據(jù)公式ρ=

m

V

計算出物體的密度．
（4）根據(jù)物體體積求出物體放入水中后水面上升的高度，然后由液體壓強公式求出水對容器底壓強的增加量．

解答：解：（1）由第一幅圖可知金屬塊的重力G=5N，由圖甲可知，彈簧測力計對金屬塊的拉力F=4.4N，
金屬塊在水中受豎直向下的重力G、向上的拉力F、向上的浮力F_浮作用，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：G=F+F_浮，則金屬塊受到的浮力F_浮=G-F=5N-4.4N=0.6N．
（2）由甲、乙兩實驗可知，金屬塊排開水的體積越大，金屬塊受到的福利了越大；
由乙與丙兩個實驗可知，金屬塊排開液體的體積相同時，液體種類不同，即液體密度不同時，
物體受到的浮力不同，由此可知：物體受到的浮力大小與液體密度和物體排開液體的體積有關(guān)．
（3）物體的重力為G=5N，∵G=m得，∴m=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg，
由乙圖可知：F_浮=G-F=5N-4N=1N，
∵F_浮=ρ_液gV_排，
∴金屬塊的體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1N

1×103kg/m3×10N/kg

=1×10^-4m³，
金屬塊的密度ρ=

m

V

=

0.5kg

1×10-4m3

=5×10³kg/m³；
（4）∵金屬塊排開水的體積V_排=V=1×10^-4m³，容器的底面積S=0.01m²，V=Sh，
∴金屬塊浸沒在水中后，水面上升的高度△h=

V排

S

=

1×10-4m3

0.01m2

=0.01m，
金屬塊在燒杯內(nèi)浸沒后，水對容器底產(chǎn)生的壓強增加了：
△P=ρg△h=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m=100Pa．
故答案為（1）0.6；（2）液體密度；物體排開液體體積；（3）5×10³；（4）100．

點評：本題考查了求物體受到的浮力、實驗分析、求密度、求液體壓強等問題，是實驗的常考問題，求金屬塊的密度是本題的難點，解題時要注意．