题文

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材． 第一小组：探究金属块的下沉条件．实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力： 方法1：称重法．测量过程及示数如图（甲）所示，则金属块所受的浮力为 　 　N． 方法2：阿基米德原理法．测量过程与示数如图（乙）所示，则排开水的体积为　  　mL，根据F浮=G排=ρ水V排g可计算出浮力． 第二小组：探究木块上浮的条件．要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的方法 　  　（选填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：　                           　．

题型：实验题  难度：中档

答案

0.2，20，2，用细针使木块完全浸没．

试题分析：第一小组：对于下沉的物体，在水中受浮力的测量方法：①称重法F浮=G﹣F′，②测出V排利用阿基米德原理计算F浮； 第二小组：对于上浮的物体，还可以测出V排利用阿基米德原理计算F浮，注意在测量V排时，要采取“助沉法”． 解：第一小组： 方法一（称重法），物体受浮力：F浮=G﹣F′=2.2N﹣2N=0.2N； 方法二（阿基米德原理法）， ∵V排=40mL﹣20mL=20mL=20cm3=20×10﹣6m3，=2×10﹣5m3， ∴F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2×10﹣5m3×10N/kg=0.2N． 第二小组：要测量木块浸没时受的浮力，先测出V排，要用助沉法（用细针使木块完全浸没），再利用阿基米德原理计算F浮； 故答案为：0.2，20，2，用细针使木块完全浸没． 点评：本实验题考查了量筒的使用、弹簧测力计的使用、称重法测浮力、阿基米德原理、排水法测固体体积（上浮的借用助沉法），知识点多，但都属于基本实验能力，难度不大．

据专家权威分析，试题“为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒..”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