Question

小明和小红想探究“浮力大小与物体在液体中所处深度是否有关”？（他们选用水完成实验）．
（1）如图所示，他们用弹簧测力计测出金属块的重力为

10

N；
（2）金属块在图②位置所受的浮力为

2

N；金属块的密度为

3.3×10³

kg/m³
（3）这两个同学得出实验结论是：

物体浸没前，受到的浮力与在液体中所处的深度有关；物体浸没后，受到的浮力与在液体中所处的深度无关

．

Answer 1

分析：（1）弹簧测力计在空气中测量的是物体的重力，根据图可以读出弹簧测力计的示数．
（2）浮力可以用公式F_浮=G_空-F_示计算，对于物体密度的计算，要先根据阿基米德原理公式的变形公式计算V_排，V_排等于V_物，然后用物体重力除以g得到物体质量，最后用公式ρ=

m

V

计算出物体密度．
（3）分析①②③④几步实验的相同因素和不同因素，就可知道这几步是探究哪个因素对浮力的影响，并根据测力计示数计算出每步浮力的大小，从而得出结论．

解答：解：（1）最左边的图中，弹簧测力计在空气中测量的是物体的重力，由图可见物体的重力是10N；
（2）①在第②个图中，浮力等于弹簧测力计在空气中的示数减去物体浸在液体中时弹簧测力计的示数，
因此F_浮=G_空-F_示=10N-8N=2N．
②在第③个图中，物体受到的浮力F_浮′=G_空-F_示′=10N-7N=3N，
由于是浸没在水中，因此物体排开水的体积和物体的体积相同，即V_物=V_排=

F浮′

ρ水g

；
金属块的质量m=

G

g

∴金属块的密度ρ=

m

V

=

G

g

×

ρ水g

F浮′

=

Gρ水

F浮′

=

10N×1.0×103kg/m3

3N

=3.3×10³kg/m³．
（3）比较①②可以看出，金属块在水中的浮力大小与金属块在液体中浸入的深度有关；比较③④可以看出，金属块全部浸入水中后，受到水的浮力大小不变．由此可以得出的结论是：物体浸没前，受到的浮力与在液体中所处的深度有关；物体浸没后，受到的浮力与在液体中所处的深度无关．
故答案为：（1）10；
（2）2；3.3×10³；
（3）物体浸没前，受到的浮力与在液体中所处的深度有关；物体浸没后，受到的浮力与在液体中所处的深度无关．

点评：在探究“浮力大小与物体在液体中所处深度是否有关”的实验中，要通过读取弹簧测力计的示数来反映浮力的大小，但值得注意的是，这种关系在物体浸没前和浸没后截然不同，因此，我们不能根据最初的现象直接下结论．