Question

同學(xué)們在探究“水對物體的浮力”時，各個學(xué)習(xí)小組采用了不同的儀器進行實驗探究．
（1）一位同學(xué)用彈簧測力計吊起一只裝滿水的薄塑料袋，觀察彈簧測力計示數(shù)，如圖所示把這水袋逐漸浸人水中，彈簧測力計示數(shù)______，當(dāng)這水袋完全浸入水中時彈簧測力計示數(shù)是______，從這個實驗中得到的啟示是______
（2）如果把薄塑料袋中的水看做是從整杯水中隔出的一塊水，這塊水靜止時根據(jù)______，袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力．
（3）若將袋中的水換成相同體積的固體，根據(jù)圖中給出的信息，你得到的實驗結(jié)論是______．該實驗探究過程用到了多種物理研究方法，請你寫出其中二種______、______．
（4）另外二位同學(xué)分別用厚塑料袋、玻璃瓶替代薄塑料袋做此實驗，對上述三人所選器材對實驗結(jié)果的影響作簡單的評價．

Answer 1

解：（1）水袋逐漸浸人水中，水袋排開水的體積變大，由阿基米德原理可知，
水袋受到的浮力F_浮變大，水袋浸入水中時，受重力G、彈簧測力計拉力F，
水的浮力F_浮作用，有平衡條件得：G=F+F_浮，則F=G-F_浮，F(xiàn)_浮變大，重力G不變，
由F=G-F_浮可知彈簧測力計示數(shù)減��；當(dāng)水袋完全浸沒在水中時，F(xiàn)_浮=G，此時彈簧測力計示數(shù)為零；
由此可知：密度相同的物質(zhì)（液體或氣體）浸沒在同種物質(zhì)中時，受到的浮力等于它自身受到的重力．
（2）如果把薄塑料袋中的水看做是從整杯水中隔出的一塊水，袋中水受到重力與浮力作用，
這塊水靜止時根據(jù)二力平衡條件，袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力．
（3）由圖示可知，將袋中的水換成相同體積的固體，兩燒杯中的液面相等，
固體排開水的體積與水袋排開水的體積相等，由阿基米德原理可知：物體受到的浮力不變；
本實驗中控制固體體積與水袋的體積相等，應(yīng)用了控制變量法，用體積相等的固體代替水袋，應(yīng)用了等效替代法．
（4）用厚塑料袋代替薄塑料袋時，塑料袋的密度小于水的密度，水袋排開水的體積小于水袋自身體積時，彈簧測力計示數(shù)已經(jīng)變?yōu)榱悖�水袋將漂浮在水面上；用玻璃瓶代替薄塑料袋時，玻璃瓶的密度大于水的密度，玻璃瓶完全浸沒在水中時，玻璃瓶受到的浮力小于它自身的重力，彈簧測力計示數(shù)不為零．
故答案為：（1）減��；0N；密度相同的物質(zhì)（液體或氣體）浸沒在同種物質(zhì)中時，受到的浮力等于它自身受到的重力；（2）二力平衡的條件；（3）物體受到的浮力不變；控制變量法；等效替代法；（4）用厚塑料袋代替薄塑料袋時，水袋漂浮在水面上；用玻璃瓶代替薄塑料袋時，玻璃瓶完全浸沒在水中，彈簧測力計示數(shù)不為零．
分析：（1）水袋逐漸浸入水中時，水袋排開水的體積逐漸變大，對水袋受力分析，根據(jù)平衡條件分析答題．
（2）水袋受到的重力與浮力相等，它們是一對平衡力．
（3）由圖示可知，物體完全浸沒在水中，物體排開水的體積不變，由阿基米德原理可以得出結(jié)論；
實驗中應(yīng)用了控制變量法、等效替代法等方法．
（4）從厚塑料袋與玻璃瓶體積的對實驗的影響分析答題．
點評：本題考查了探究“水對物體的浮力”實驗，本題有一定難度，是一道中檔題；對水袋正確受力分析、掌握并靈活應(yīng)用阿基米德原理即可正確解題．