Question

       小华在家中从井里提水时，发现水桶浸没在水里时很轻，提离水面后变得很重。小华知道，水桶在水里时受到浮力作用，可是水桶受到的浮力有那么大吗？于是，小华和朋友小强找来工具：测力计、铝制的水桶（铝的密度为2.7g/cm³）、刻度尺、绳子等，将水桶浸没入家中水缸里的水中，当提着满桶水渐渐离开水面时，小华和小强分别测出对应的弹簧测力计的示数以及水桶上端到水面的距离（水面处记做0m，水面下为负），然后将记录的数据绘成了图像，如图所示。
         根据图像，小华用水桶提出水面后绳子的拉力大小，减去水桶浸没在水里时的拉力大小，算出水桶浸没在水里时受到的浮力为104N，他大吃一惊：浮力真的很大啊！小强却仍然心存疑虑，他拿出纸，计算了一会儿说，水桶浸没在水里时受到的浮力应该是4N。
（1） 请说说他俩的探究经历了哪些过程？
（2） 你根据他俩绘制的图像，通过计算分析一下，他俩谁说的对呢？
（3） 你能求出水桶中的水有多重吗？是多少？（绳子所受重力、浮力不计，g取10N/kg）

Answer 1

解：
（1）发现现象，提出问题，设计并进行实验，收集证据，得出结论，交流与评估。
（2）应该是小强正确．计算水桶所受的浮力，应该用空水桶的重力，减去水桶浸没在水中时绳子的拉力， F_浮＝G- F′，ρ_水gV＝ρ_铝gV- F′数据代入，得：（2.7×10³kg/m³-1.0×10³kg/m³）×10N/kg×V＝6.8N，解得V＝4×10^-4m³ ， F_浮＝ρ_水gV＝1.0×10³kg/m³ ×10N/kg×4×10^-4m³ ＝4N，所以是小强正确。
（3）水重应等于水桶完全离开水面后绳子的拉力，减去水桶重力，空水桶重G＝ρ_铝gV＝2.7×10³kg/m³ ×10N/kg×4×10^-4m³ ＝10. 8N，所以水重G_水＝110.8N-10.8N＝100N。