题文

同学们在学习“阿基米德原理”这节课上．仔细观察了老师所做的演示实验（如图所示）．课后复习时．物理兴趣小组的同学们，经过反复的思考、讨论，提出了对该 实验的改进意见，并动手制作出了如图所示的实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧秤，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、 带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯，杯中加人红色的水， F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台． （1）实验中同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的示数          ；弹簧秤B的示数          （选填“增大”、“减小”或“不变”）。．比较弹簧秤A的示数变化量FA’和弹簧秤B的示数变化量FB’，它们的大小关系是FA′           FB′（迭填“＞”、“＜”或“=”）． （2）通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题？（请写出两条） ①                                                 ； ②                                                 ． （3）对比前图、后图的两组实验，改进后的实验与原实验比较有哪些优点？（请写出两条） ①                                                    ； ②                                                     ．

题型：实验题  难度：中档

答案

（1） 减小；增大；=；（2）①弹簧秤使用前要调零；②待弹簧秤示数稳定后再读数；（3）①溢水杯中加红色水，增加可见度；②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小．

试题分析： （l）实验中同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，物体的浮力增大，弹簧秤A的示数减小，由分析知弹簧称A和弹簧秤B的示数变化都是由重物排出水的多少决定，只是弹簧秤A的示数随着排出水的增加而减小，弹簧秤B的示数随着排出水的增加而增大．而弹簧秤A 增加的和弹簧秤B减少的相等。 （2）因为本实验用到弹簧测力计，所以应主要从弹簧测力计的使用上提醒，实验中注意的事项应该从所用器材分析． ①弹簧秤使用前要调零； ②待弹簧秤示数稳定后再读数； ③尽最避免玻管与塑料袋间有作用力； ④玻管不能浸人塑料袋里的水中； ⑤平台高度的调节只能越来越高，让物体浸入液体的部分越来越大； ⑥溢水杯中加水时，使水面略超过溢水口处．滥出的水用玻璃杯承接．水断流后移走杯； （3）改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。对比图1、图2的两组实验可知：图2的实验中，把水变为红色是为了增加可见度； 使用可调节的平台，可以形象观察到物体排出液体体积的增大； 使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解． 故为：①溢水杯中加红色水，增加可见度； ②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小； ③两节平台F的高度．可观察到物体受到的浮力随排开液休的体积的增大而增大； ④弹簧上端有铁架台固定，弹簧秤示数更稳定； ⑤薄塑料袋不计质量，弹簧秤B的示数直接反映物休所受的浮力大小 ⑥上课时不用老师拎着弹簧秤读数．便于老师的讲解。

据专家权威分析，试题“同学们在学习“阿基米德原理”这节课上．仔细观察了老师所做的演示实..”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：