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）

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”）．

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Answer 1

（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．