Question

在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班中的“物理博士”小强同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有适量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．图表示探究过程及有关数据．

（1）分析图B、C、D，说明浮力大小跟______ 有关．
（2）分析图______，说明浮力大小跟液体密度有关．
（3）从上述的探究过程中还可计算出该金属块的密度是______㎏/m³ （ρ_水=1.0×10³㎏/m³）
（4）小强还想利用一块橡皮泥探究浮力大小与物体形状是否有关？
（a）针对上述的问题，你的猜想是：______
（b）设计和进行实验（写出简要的步骤）：
（c）你怎样对实验结果进行分析？

Answer

（1）分析图B、C、D所示实验，根据实验所可知的变量与实验现象，然后答题．
（2）探究浮力根据液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体密度不同，分析图示实验，找出符合要求的实验序号．
（3）根据图示求出金属块的重力，然后求出金属块的质量；求出金属块完全浸入水中时所受浮力，由浮力公式求出金属块的体积，然后由密度公式求出金属块的密度．
（4）可以探究浮力与物体形状的关系，改变橡皮泥的形状，看它受到的浮力是否变化，据此设计实验步骤．
【解析】
（1）由图B、C、D所示实验可知，物体排开水的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知：浮力跟物体排开液体的体积有关．
（2）由图D、E所示可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，图D、E所示实验说明：浮力大小跟液体密度有关．
（3）由图A可知，金属块的重力G=10N，∵G=mg，∴金属块的质量m=；
由图D可知，金属块完全浸入水中时受到的浮力F浮=G-F=10N-7N=3N，
∵F浮=ρ水gV排，∴金属块的体积V=V排=，金属块的密度
ρ金属块====≈3.3×103㎏/m3；
（4）（a）猜想：浮力大小与物体的形状有关；
（b）实验步骤：
①先用弹簧测力计测出这块橡皮泥的重为G；
②把橡皮泥挂在弹簧测力计的下面浸没于水中，读出此时的示数为G1；
③将橡皮泥改变形状后挂在弹簧测力计的下面浸没于水中，读出此时的示数为F2；
（c）实验结论：如果G-F1=G-F2，则浮力的大小与物体的形状无关，如果G-F1≠G-F2，则浮力的大小与物体的形状有关．
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）D、E；（3）3.3×103；（4）（a）浮力大小与物体的形状有关；（b）（c）如上所述．