Question

12．小明用如图丙所示装置探究浮力大小跟物体排开液体体积关系．实验时，将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢地浸入水中（水足够深），在接触容器底之前，分别记下圆柱体底面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F，实验数据如表

实验次数	1	2	3	4	5
h（cm）	0	4	8	10	12
F（N）	6.75	5.75	4.75	4.25	4.25

（1）由实验数据可知，金属块重6.75N，完全浸没时受到的浮力是2.5N．
（2）根据表中第1次到第4次实验数据，能得到的结论是浮力大小与物体排开液体体积有关．
（3）小明接着又在一根一端密封的空心玻璃管下绕上一段铁丝，制成一支自制的密度计，当用它测量某种液体密度时，密度计静止后液面正对玻璃管的A处．小明发现很容易没落，于是他改变这段铁丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度（如图乙）．待密度计静止后，玻璃管的A点会处于液面的下方．（选填“上方”或“下方”）

Answer 1

分析 （1）金属块没有进入水中时测力计测量的就是物体的重力，根据称重法即可求出完全浸没时受到的浮力；
（2）利用控制变量法根据影响浮力大小的因素得到的结论；
（3）密度计放在液体中漂浮，受到的浮力等于密度计受到的重力；根据阿基米德原理F_浮=ρgV_排判断排开水的体积的变化．

解答 解：（1）由h=0cm时，弹簧测力计的示数便是物重6.75N；当完全浸没时，由称重法得，F_浮=G-F′=6.75N-4.25N=2.5N；
（2）根据表中第1次到第4次实验数据，随着浸没的深度增加，物体排开液体体积变大，测力计的示数F逐渐减小，根据称重法可知物体受到的浮力变大；则根据控制变量法可得结论为：浮力大小与物体排开液体体积有关．
（3）密度计漂浮，根据漂浮条件可知，密度计受到的浮力F_浮=G_密度计；
把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度时，密度计的重力不变，根据漂浮条件可知，受到的浮力不变；
因为液体的密度不变，浮力大小不变，由阿基米德原理F_浮=ρgV_排可知，排开水的体积不变；
由于玻璃管下绕上一段铁丝时铁丝也排开水，当把铁丝置于玻璃管内时只是玻璃管排开水，所以玻璃管排开水的体积变大，即玻璃管的A点会处于液面的 下方．
故答案为：（1）6.75，2.5；（2）浮力大小与物体排开液体体积有关；（3）下方．

点评 本题主要考查浮力的测量、漂浮条件和阿基米德原理的应用，明确密度计的测量原理是解答此题的关键．