Question

同学们在探究“水对物体的浮力”时，各个学习小组采用了不同的仪器进行实验探究．
（1）一位同学用弹簧测力计吊起一只装满水的薄塑料袋，观察弹簧测力计示数，如图所示把这水袋逐渐浸人水中，弹簧测力计示数

减小

，当这水袋完全浸入水中时弹簧测力计示数是

0N

，从这个实验中得到的启示是

密度相同的物质（液体或气体）浸没在同种物质中时，受到的浮力等于它自身受到的重力

（2）如果把薄塑料袋中的水看做是从整杯水中隔出的一块水，这块水静止时根据

二力平衡条件

，袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力．
（3）若将袋中的水换成相同体积的固体，根据图中给出的信息，你得到的实验结论是

物体受到的浮力不变

．该实验探究过程用到了多种物理研究方法，请你写出其中二种

控制变量法

、

等效替代法

．
（4）另外二位同学分别用厚塑料袋、玻璃瓶替代薄塑料袋做此实验，对上述三人所选器材对实验结果的影响作简单的评价．

Answer 1

分析：（1）水袋逐渐浸入水中时，水袋排开水的体积逐渐变大，对水袋受力分析，根据平衡条件分析答题．
（2）水袋受到的重力与浮力相等，它们是一对平衡力．
（3）由图示可知，物体完全浸没在水中，物体排开水的体积不变，由阿基米德原理可以得出结论；
实验中应用了控制变量法、等效替代法等方法．
（4）从厚塑料袋与玻璃瓶体积的对实验的影响分析答题．

解答：解：（1）水袋逐渐浸人水中，水袋排开水的体积变大，由阿基米德原理可知，
水袋受到的浮力F_浮变大，水袋浸入水中时，受重力G、弹簧测力计拉力F，
水的浮力F_浮作用，有平衡条件得：G=F+F_浮，则F=G-F_浮，F_浮变大，重力G不变，
由F=G-F_浮可知弹簧测力计示数减小；当水袋完全浸没在水中时，F_浮=G，此时弹簧测力计示数为零；
由此可知：密度相同的物质（液体或气体）浸没在同种物质中时，受到的浮力等于它自身受到的重力．
（2）如果把薄塑料袋中的水看做是从整杯水中隔出的一块水，袋中水受到重力与浮力作用，
这块水静止时根据二力平衡条件，袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力．
（3）由图示可知，将袋中的水换成相同体积的固体，两烧杯中的液面相等，
固体排开水的体积与水袋排开水的体积相等，由阿基米德原理可知：物体受到的浮力不变；
本实验中控制固体体积与水袋的体积相等，应用了控制变量法，用体积相等的固体代替水袋，应用了等效替代法．
（4）用厚塑料袋代替薄塑料袋时，塑料袋的密度小于水的密度，水袋排开水的体积小于水袋自身体积时，弹簧测力计示数已经变为零，水袋将漂浮在水面上；用玻璃瓶代替薄塑料袋时，玻璃瓶的密度大于水的密度，玻璃瓶完全浸没在水中时，玻璃瓶受到的浮力小于它自身的重力，弹簧测力计示数不为零．
故答案为：（1）减小；0N；密度相同的物质（液体或气体）浸没在同种物质中时，受到的浮力等于它自身受到的重力；（2）二力平衡的条件；（3）物体受到的浮力不变；控制变量法；等效替代法；（4）用厚塑料袋代替薄塑料袋时，水袋漂浮在水面上；用玻璃瓶代替薄塑料袋时，玻璃瓶完全浸没在水中，弹簧测力计示数不为零．

点评：本题考查了探究“水对物体的浮力”实验，本题有一定难度，是一道中档题；对水袋正确受力分析、掌握并灵活应用阿基米德原理即可正确解题．