Question

（1）小明和小紅在探究“浮力的大小等于什么？”的實驗中，做了如下（圖）測量：

寫出以上探究中，不重復操作的合理順序______（只填代號），四步實驗中彈簧測力計的示數(shù)F₁、F₂、F₃、F₄之間的大小關系是______，通過探究，得出的結(jié)論是F_浮=G_排．
（2）小明和小紅將不同的實心物塊浸沒在液體中并松手后，發(fā)現(xiàn)有的物塊上升至液面，有的物塊下降至容器底部．為了研究實心物塊的質(zhì)量和體積對此現(xiàn)象的影響，他們分別用甲、乙兩種不同的液體做實驗．表一、表二是他們記錄的實驗數(shù)據(jù)及觀察到的實驗現(xiàn)象．
表一：液體甲（質(zhì)量為8.0kg，體積為8.0×lO^-3m³）

實驗序號	物塊	質(zhì)量（×10-3kg）	體積（×10-6m3 ）	現(xiàn)象
1	A	7.5	30	上升至液面
2	B	25.2	42	上升至液面
3	C	24.3	27	上升至液面
4	D	21.6	12	下降至底部
5	E	91.8	34	下降至底部

表二：液體乙 （質(zhì)量為6.4kg，體積為8.0×lO^-3m³）

實驗序號	物塊	質(zhì)量（×10-3kg）	體積（×10-6m3 ）	現(xiàn)象
6	A	7.5	30	上升至液面
7	B	25.2	42	上升至液面
8	C	24.3	27	下降至底部
9	D	21.6	12	下降至底部
10	E	91.8	34	下降至底部

小明分析以上的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)物塊C漂浮在液體甲中所受的浮力是______N，物塊C浸沒在液體乙中所受的浮力是______N；（g取10N/kg）
他們進一步綜合分析表一、表二中的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，歸納得出結(jié)論：當物塊的質(zhì)量與體積的比值______液體的質(zhì)量與體積的比值時，液體中的物塊就______；當物塊的質(zhì)量與體積的比值______液體的質(zhì)量與體積的比值時，液體中的物塊就______．（均選填：“大于”、“小于”、“等于”、“上升”或“下降”）

Answer 1

【答案】分析：（1）對于實驗的合理順序，我們應把握住兩點，一是小桶是用來接排出的水的，在接水之前必須先測出空桶的重；二是物塊要先測重力，再直接浸入水中才不會重復．依據(jù)這些分析可得出更加合理的順序；利用稱重法可得出浮力的大小，通過測量排出的水重也能得出浮力的大小，而這正是阿基米德原理的內(nèi)容，即浸入液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開的液體所受的重力．
（2）物體漂浮時的浮力等于物體的重力，物體完全浸沒時排開液體的重力就是此時的浮力．物體質(zhì)量與體積的比值就是物體的密度，可通過物體密度與液體密度的比較來確定物體的浮沉狀態(tài)．
解答：解：（1）為了使小桶在接水之后可直接計算水的重力，應先測量空桶的重．然后再測出石塊的重力，并直接浸入水中觀察測力計的示數(shù)．最后測排出的水和小桶的總重，求排出的水的重力．因此，合理的順序應為：D、A、C、B；
AC兩次的結(jié)果之差符合稱重法求浮力，BD兩次的結(jié)果之差則可求出物體排出的水受到的重力，二者的結(jié)果是相等的，故得：F₁-F₃=F₂-F₄，進一步得出結(jié)論：F_浮=G_排．
（2）從表中獲取數(shù)據(jù)進行計算得，物塊C漂浮在液體甲中所受的浮力F_浮1=G_物=mg=24.3×10^-3kg×10N/kg=0.243N；
物塊C浸沒在液體乙中所受的浮力F_浮2=ρ_液gV_排=gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×27×10^-6m³=0.216N；
綜合分析表一、表二中的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，可歸納得出結(jié)論：當物塊的質(zhì)量與體積的比值小于液體的質(zhì)量與體積的比值時，液體中的物塊就上升；當物塊的質(zhì)量與體積的比值大于液體的質(zhì)量與體積的比值時，液體中的物塊就下降．
故答案為：
（1）DACB；F₁-F₃=F₂-F₄；
（2）0.243；0.216；
小于，上升；大于，下降．（或答：大于，下降；小于，上升）
點評：（1）從實驗的目的出發(fā)，根據(jù)實驗要求，明確先測空小桶的重是合理安排實驗順序的關鍵．實驗中要探究的是浮力大小與物體排開液體的重力的關系，圍繞這一核心便可對測量的結(jié)果進行有針對性的分析．
（2）對兩次浮力的計算關鍵要掌握物體漂浮時浮力等于自身重力，完全浸沒時浮力等于排開的液體受到的重力；同時對質(zhì)量與體積比值的理解一定要知道這就是密度，這樣我們在分析時就會有的放矢，更有針對性．