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：甲．测

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：甲．测出实心合金块所受的重力．乙．测出空桶所受的重力．丙．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，收集排开的水．丁．测出桶和排开的水所受的重力．（1）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______．（2）当把该合金块直接浸没在水中时，合金块会______（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），原因是______，下沉过程中合金块所受浮力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（3）利用该实验测得的数据还可计算出合金块的密度ρ合金=______．

Answer 1

（1）由图中数据可知，物体所受的重力G=2.0N，合金块受到的浮力：F_浮=2.0N-1.5N=0.5N，
合金块没入水中后排开水的重力：G_排水=G_桶和水-G_空桶=1.0N-0.5N=0.5N，
再结合阿基米德原理可知，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力．
（2）由图中数据可知，物体所受的重力G=2.0N，F_浮=0.5N，G＞F_浮，所以当把该合金块直接浸没在水中时，
放手后合金块会下沉；由阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，
当合金块浸没在水中时，不论是向下匀速运动还是向上匀速运动，只要始终是没入水中，则V_排一定，所受浮力不变．
（3）合金块的质量：m=

G

g

，金属块完全浸没时排开水的体积：V_排=

F浮

ρ水g

，
因为合金块浸没入水中，合金块的体积V=V_排，
合金块的密度：ρ_合金=

m

V

=

G g

F浮 ρ水g

=

Gρ水

F浮

=

2N×1×103kg/m3

0.5N

=4×10³kg/m³．
故答案为：（1）物体所排开液体所受的重力；（2）下沉；物体的重力大于物体受到的浮力；不变；
（4）4×10³kg/m³（4g/cm³）．

Answer 2

8探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系