题文

小可在学习了阿基米德原理后想到“物体受到浮力的大小只跟物体排开液体的重力大小有关吗？”他猜想“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．”为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验． （1）铁块浸没在水中时所受的浮力为____________N． （2）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小可应该选取图18中的_____________等步骤（填字母符号）进行对比．小可已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力________（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度____________（选填“有关”或“无关”）． （1）小可根据图18中A、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论．小可的结论是_____________（选填“正确”或“错误”），其原因是___________________________________________________． （2）本实验采用的物理方法是（      ） A．理想实验法       B．模型法     C．控制变量法     D．类比法

题型：实验题  难度：中档

答案

(1) 0.5    (2) ABDE   等于   无关 (3) 错误  设控制V排­一定 (4) C

（1）铁块浸没在水中时所受的浮力可通过图A、D利用称重法求出； （2）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，应选择两物块分别浸没在水中时的情况，求出各自的浮力进行比较； （3）探究浮力大小与浸没深度的关系时，必须保证物体的排水体积不变才行，这也是控制变量法的要求； （4）本实验中要探究浮力的大小与多个变量的关系，因此，要用到控制变量的方法．解答：解：（1）铁块浸没在水中时的浮力F浮铁=4.0N-3.5N=0.5N； （2）利用图A、D可求出铁块浸没在水中的浮力，利用图B、E可求出铜块浸没在水中的浮力，比较可知F浮铁=F浮铜=0.5N，说明浮力的大小与物体的密度无关； （3）观察图C、D可知，两次铁块排开水的体积不同，因此，这一结论不符合控制变量法的要求，是错误的； （4）实验中探究浮力大小与物体密度、浸没深度、排水体积等多个量的关系，因此所选用的是控制变量法，选项C符合题意． 故答案为：（1）0.5；（2）ABDE；等于，无关；（3）错误，忽视了物体排开水的体积的变化；（4）C．

据专家权威分析，试题“小可在学习了阿基米德原理后想到“物体受到浮力的大小只跟物体排开..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。
  
  答案:3×10³  10