在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题:
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系。
( 1 )实验步骤如下:( , g 取
)
步骤 1 :如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为 ;
步骤 2 :如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤 3 :如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为 ___________N ;
步骤 4 :观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为 ___________N ;
综合分析实验数据可得到的结论是 ___________ 。
实验二:探究浮力大小与液体密度的关系。
( 2 )小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表 1 所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她判断的理由是 ___________ ;
表 1
液体 | 液体的密度( | 物体排开液体的体积( | 物体状态 | 物体受到的浮力( |
液体 1 | 0.85 | 100 | 沉底 | 0.80 |
液体 2 | 1.2 | 80 | 漂浮 | 0.96 |
( 3 )该物体在液体 1 中处于沉底状态,说明物体的密度 ___________ (选填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” )液体 1 的密度;若使该物体在液体 1 中上浮,你的方法是 ___________ (写出一种即可)。
0.96 0.96 物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力 没有控制物体排开液体的体积相同 大于 见解析
【详解】( 1 ) [1] 由图甲可知物体的重力为 0.96N ,由图丙可知,物体漂浮在水中,处于平衡状态,浮力等于重力,浮力的大小为 0.96N 。
[2] 由乙、丙可知,物体浸在液体中的体积等于物体排开水的体积
物体排开水的重力
[3] 分析以上实验可知,漂浮时物体受到的浮力等于物体排开水的重力,都等于 0.96N ;可以得到的结论是:漂浮物体受到的浮力等于物体排开液体的重力。
( 2 ) [4] 小红的判断是正确的,要探究物体受到的浮力与液体密度的关系,需保持物体浸入液体的体积相同,即物体排开液体的体积相同,改变液体的密度;实验中第一次物体沉底,第二次物体漂浮,物体排开液体的体积不同,故小明的实验不合理。
( 3 ) [5] 该物体在液体 1 中处于沉底状态,说明物体受到的浮力小于重力,即
由物体在液体 1 中沉底可知, ,故物体的密度大于液体 1 的密度,即
[6] 物体的密度大于液体 1 的密度,物体在液体中沉底,若使该物体在液体 1 中上浮,可以增大液体 1 的密度,直到液体密度大于物体的密度时,即浮力大于物体的重力时,物体便可上浮。