题文

在“浮力的研究”实验中。 （1）取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上，如图甲所示。当铁块浸入水中的体积缓慢增大时，测力计的示数的变化是____________，铁块受到浮力大小的变化是           。 （2）探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程： ①如图乙，用弹簧测力计测出石块的重力为F1； ②如图丙，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2； ③如图丁，把石块浸入盛满水的溢杯中，用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F3； ④如图戊，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。 用F1、F2、F3、F4表示，实验中测得石块所受的浮力为           ，排出水的重力为           。根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是             。

题型：实验题  难度：中档

答案

（1）减小；增大；（2）F1–F3；F4–F2；物体所受浮力大小等于排开水的重力（或F1–F3= F4–F2）。

（1）由于铁块浸入水中的体积缓慢增大时，测力计的示数会减小，铁块受到的浮力会增大；（2）浮力等于石块在空气中的重减去全部浸没在水中时测力计的示数，故浮力为F1–F3；排出水的重力等于排出的水与小桶的总重力减去小桶的重力，为F4–F2；通过读取示数得：F1＝1.5N，F2=0.5N，F3=1N，F4=1N，故F1–F3＝1.5N－1N=0.5N；F4–F2＝1N－0.5N=0.5N，定量关系是浮力大小等于排开水的重力。

据专家权威分析，试题“在“浮力的研究”实验中。（1）取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上..”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