小明同学用一个弹簧测力计.一个金属块.两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油).对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．探究过程及有关数据如图所示．(1)分析图中的A.B.说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,金属块浸没在水中所受的浮力是4N．(2)观察ABCD四个图可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

14．小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．探究过程及有关数据如图所示．

（1）分析图中的A、B（或A、C…），说明浸在液体中的物体受到竖直向上（填方向）的浮力；金属块浸没在水中所受的浮力是4N．
（2）观察ABCD四个图（填图的序号）可得出结论：金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大（选“增大”或“减小”）；
（3）分析A、D、E三个图，说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关．
（4）上述设计方案，采用的实验方法是A．
A、控制变量法 B、转换法 C、模型法 D、等效法
（5）小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”．他找来薄铁片、烧杯和水进行实验．实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底．
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关．小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响．
（6）根据图中的相关数据计算得出：①金属块的密度是：2.5×10³kg/m³；
②煤油的密度是：0.8×10³kg/m³．

分析（1）分析图中的A、B（或A、C…）可知，B（或C…）示数减小，说明受到浮力的方向与重力的方向相反；利用称重法计求出金属块浸没在水中所受的浮力；
（2）物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，要探究浮力与物体排开液体体积的关系时应控制液体密度不变；
（3）分析A、D、E三个图，打到图中相同量和不同量，分析得出结论；
（4）一个物理量受到多个因素的影响，如果要探究这个物理量与其中一个因素的关系，必须要控制其他因素相同，这种方法叫做控制变量法；
（5）①物体下沉时F_浮＜G，漂浮时F_浮=G，由此可知铁片两次受到的浮力的关系；
②探究浮力与物体形状是否有关，应控制物体排开液体的体积和液体密度相同．
（6）①根据F_浮=ρgV_排变形可求得金属块排开水的体积，因为全部浸没，所以V_排=V_物，根据金属块的重力可求得其质量，然后可求得密度；
②根据图示实验求出物体在水与煤油中受到的浮力，然后根据浮力公式求出煤油的密度．

解答解：
（1）分析图中的A、B（或A、C…）可知，B（或C…）示数减小，说明受到浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上；
物体在空气中的重力G=10N，浸没在水中时弹簧测力计的示数F_拉=7N，根据称重法得：F_浮=G-F_拉=10N-6N=4N；
（2）物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变，改变金属块浸入液体的体积．
由此可知，ABCD四个图符合要求；
由这四个图可以发现，金属块浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计示数越来越小，即浮力在增大；
（3）由A、D、E在三个图可知，金属块都浸没在液体中，即排开液体的体积相等，但弹簧测力计示数不同，说明它在两种液体中受到浮力不同，由此说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关；
（4）由前面分析可知，本实验采用的实验方法是控制变量法；
（5）①由物体的浮沉条件可知，铁片下沉时F_浮1＜G，铁片漂浮时F_浮2=G，则F_浮1＜F_浮2；
②错误原因就是没有利用控制变量法，即没有控制排开相同体积的液体；
（6）①由F_浮=ρgV_排，由图AD可得：V_金属=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
所以金属块的密度：ρ_金属=$\frac{{m}_{金属}}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{G}{\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}g}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$•ρ_水=$\frac{10N}{4N}$•ρ_水=2.5×10³kg/m³；
②由图AE所示实验可知，金属块浸没在煤油中受到的浮力F_浮′=10N-6.8N=3.2N，
设金属块体积为V，由浮力公式：F_浮=ρgV_排，
F_浮=ρ_水gV，F_浮′=ρ_煤油gV，
$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{煤油}g}$，
则盐水的密度：ρ_煤油=$\frac{{F}_{浮}′{ρ}_{水}}{{F}_{浮}}$=$\frac{3.2N}{4N}$×1×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³．
故答案为：
（1）竖直向上；4；
（2）ABCD；增大；
（3）液体密度；
（4）A；
（5）小于；排开水的体积；
（6）2.5×10³；0.8×10³．

点评本题考查了探究浮力大小的实验，涉及到了密度的计算、浮力的计算和阿基米德原理，侧重考查了称量法测密度和分析实验数据得出结论的能力．有一定难度．

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