Question

为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了如图所示的实验：

（1）你觉得合理的实验顺序是______．
（2）选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于______．
（3）图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块所受的浮力______ （填“变大”、“不变”或“变小”）．
（4）为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如下：
①按如图甲的方法测出金属块受到的重力，大小为______N． ②按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积，大小为______cm³． ③用公式F_浮=ρ_水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为______N．④比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小，可知金属块浸没在水中时会______（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．

Answer

（1）要先测合金块的重力和空桶的重力，然后再把金属块没入水中，测出合金块受到的浮力，最后再测出桶和溢出水的重力；
（2）已知物重和浸没时弹簧测力计的示数，两者之差就是浮力，然后根据丙丁可知排开液体的重力．
（3）物体在液体中受到的浮力与液体密度和排开液体体积有关，浮力是否变化，从液体密度和排开液体体积是否变化分析．
（4）①利用测力计的读数方法可以读出金属块受到的重力．
②量筒中两次液面对应的体积之差，就是金属块排开的水的体积．
③根据阿基米德原理可以求出此时金属块受到的浮力大小．
④根据金属块的重力和浮力的大小关系利用物体的浮沉条件可以确定金属块浸没在水中时的状态．
【解析】
（1）合理的实验顺序是：甲、测出实心合金块所受的重力；
丁、测出空桶所受的重力；
乙、把合金块浸没在装满水的溢水杯中，测出合金块所受的浮力，收集合金块排开的水；
丙、测出桶和排开的水所受的重力．
故顺序为：甲丁乙丙（丁甲乙丙）；
（2）根据甲图可知，合金的重力为2N；根据乙图可自，合金完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.5N，故物体受到的浮力为F浮=G-G′=2N-1.5N=0.5N；
根据丙丁两图可知，排开水的重力为：1N-0.5N=0.5N；因此可得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于排开液体的重力．
（3）浸没后，物体在向下运动过程中，排开水的体积不变，水的密度不变，故所受浮力不变．
（4）①根据指针所在的位置以及刻度盘上所示的刻度，可以知道金属块受到的重力为：2.2N．
②量筒中原来水的体积为：20cm3，现在水和金属块的总体积为40cm3，金属块的体积为总体积减去原来水的体积，故为：20cm3．
③金属块受到的浮力：F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N．
④由于金属块受到的重力大于其浸没在水中时受到的浮力，故金属块下沉．
故答案为：（1）甲丁乙丙（丁甲乙丙）；（2）排开液体的重力；（3）不变；（4）2.2；20；0.2；下沉．