题文

为了探究浮在液面上的物体排开液体的质量与哪些因素有关，某小组同学选用甲、乙两物体(m甲<m乙)做了如图所示的一组实验。他们先在溢水杯中加满水，将一个空烧杯放在电子台秤上并调零[如图(a)所示]；接着将甲、乙分别放入水中测出它们排开水的质量，实验过程及现象如图(b) 、(c)所示。然后，他们用酒精重复上述实验，实验过程及现象分别如图 (d)、(e)所示。 (a)               (b)               (c)               (d)               (e) ①分析比较图8(b)与(d)[或(c)与(e)]中的实验现象及相关条件，可归纳得出的初步结论是：                         ； ②分析比较图8(b)与(c)[或(d)与(e)]中的实验现象及相关条件，可归纳得出的初步结论是：                        。

题型：实验题  难度：中档

答案

浮在不同液面上的同一物体，物体排开液体的质量相同；浮在同种液面上的不同物体，物体的质量越大，物体排开液体的质量也越大。

试题分析：比较(b)与(d)可知：甲物体浮在水面和酒精液面时，排开液体的质量都是85.4g，比较(c)与(e)乙浮在水面和酒精液面时，排开液体的质量都是123.7g，由此可知浮在不同液面上的同一物体，物体排开液体的质量相同；比较(b)与(c)可知，甲排开水的质量小于乙，比较(d)与(e)可知，甲排开酒精的质量也小于乙，所以浮在同种液面上的不同物体，物体的质量越大，物体排开液体的质量也越大。

据专家权威分析，试题“为了探究浮在液面上的物体排开液体的质量与哪些因素有关，某小组..”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