Question

18．专题三：浮力
回顾实验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究影响浮力大小的因素：

猜想	小雨提出这个研究问题后，想到浮力大小可能与液体密度有关．
过程	①同一金属块分别浸没在水和盐水中时，浸没在水中时弹簧测力计示数更大，说明浮力大小与液体密度有关． ②将金属块慢慢放入水中，得到弹簧测力计示数与物体浸入水中深度的关系如图象乙所示，说明浮力大小还与物体排开液体 的体积有关．
程序	提出问题--猜想--设计并进行实验--得出结论
问题谈论	设计实验验证：浮力大小与物体的重力无关． 用弹簧测力计分别测出体积相同的铁块和铝块的重力；将铁块和铝块分别 浸没在水中后，记录弹簧测力计的示数．计算后，发现铁块和铝块受到的浮力大小相同．由此证明：浮力大小与物体的重力无关．

（2）探究阿基米德原理

实验步骤	①用弹簧测力计测出空桶所受的重力G1 ②把小铁块浸入盛满水的溢水杯中，并用小桶收集小铁块所排开的水；同时读出此时弹簧测力计示数F，算出物体所受浮力F浮 ③用弹簧测力计测出小铁块所受的重力G ④测出桶和被排开的水所受的总重力G2，计算被排开的水所受的重力G排=G2-G1 请将步骤中空格填好，并将步骤正确排序为： ③②①④
结论	浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它所排开液体的重力
问题讨论	如果按照上述实验步骤的顺序进项实验，如图所示，则测出的浮力数值会偏小

Answer 1

分析 （1）①物体浸没在液体中，物体重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力，据此进行分析；
②物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，据此进行分析；
③物理学的探究过程包括：提出问题，猜想与假设，形成假说，实验检验，得出结论，评估交流；
④根据称重法可知，物体所受浮力的大小等于物体本身的重力与物体浸入液体时弹簧测力计的示数之差，据此控制变量法进行分析；
（2）①物体所受浮力等于在空气中的测力计示数减去在水中时测力计的示数，还等于它排开液体所受的重力；测量时应先测出物体的重力，再测出物体在水中时测力计的示数，求出浮力，再测出排开水的重力，比较数据得出结论；
②阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力；
③实验时，若先测物体受到的浮力，如何测量物体的重力，由于物体上有水，使得所测物体的重力偏大，根据F_浮=G-F可知，可造成所得到的浮力偏小．

解答 解：
（1）过程：①根据称重法可知，物体受到的浮力F_浮=G-F可知；将同一金属块分别浸没在水和盐水中时，物体浸没在水中时弹簧测力计示数更大，由此可知，浮力的大小与液体的密度有关；
②将金属块慢慢放入水中，物体浸入水中的体积逐渐增大，即物体排开水的体积逐渐增大，根据图乙可知，弹簧测力计的示数减小，说明浮力增大，因此可知，浮力大小还与物体排开的液体体积有关；
程序：物理学的探究过程为：提出问题，猜想与假设，设计实验，进行实验，得出结论，评估交流；
问题谈论：探究浮力大小是否与物体的重力有关，应控制物体排开液体的体积、液体的密度相同而物体的重力不同，应将体积相同而重力不相同的铁块和铝块浸没在水中，记录弹簧测力计的示数，然后计算浮力，发现铁块和铝块受到的浮力大小相同，由此证明：浮力大小与物体的重力无关；
（2）实验步骤：④测出桶和被排开的水所受的总重力G₂，计算被排开的水所受的重力G_排=G₂-G₁； 物体所受浮力等于在空气中的测力计示数减去在水中时测力计的示数，即F_浮=G-F；
做实验时先测出物体重力，再把物体放入水中读出测力计的示数，最后测出排开水的重力，进行比较即可得结论F_浮=G_排，所以实验步骤正确的排序③②①④；
实验结论：浸在液体的物体所受的浮力，大小等于排开液体受到的重力，这就是阿基米德原理；其数学表达式是F_浮=G_排；
问题讨论：做实验时先测出物体重力，再把物体放入水中读出测力计的示数，最后测出排开水的重力；若先测物体受到的浮力，如何测量物体的重力，由于物体上有水，使得所测物体的重力偏大，根据F_浮=G-F可知，可造成所得到的浮力偏小．
故答案为：（1）①水；液体密度；②物体排开液体；设计并进行实验；体积；浸没；（2）④G₂-G₁；③②①④；重力；小．

点评 在“探究浮力的大小”实验中，用“称量法”测出物体受到的浮力，即F_浮=G-F_拉；用两次称重测出物体在液体中排开液体的重力，进行比较得出：物体在液体中受到的浮力，大小等于它排开的液体的重力．