Question

20．小常同學(xué)從課外資料中了解到，莊子曾提出：如果水積得不夠多，那么承載大船就沒(méi)有力量．
也就是說(shuō)浮力的大小一液體的多少有關(guān)．莊子的說(shuō)法有道理嗎？

（1）小常從實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了燒杯、木塊（不吸水）、彈簧測(cè)力計(jì)等器材，研究浮力大小是否和水的多少有關(guān)．他先用了彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊的重力（如圖甲）．再將木塊放入燒杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)（如圖乙）．然后他向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水（填操作），發(fā)現(xiàn)木塊仍然漂�。�經(jīng)分析可知，木塊兩次受到的浮力都為2.5牛．從而得出木塊漂浮時(shí)浮力大小與水的多少無(wú)關(guān)．
（2）小常進(jìn)一步開(kāi)展了如圖丙實(shí)驗(yàn)，往兩個(gè)相同的塑料盒A、B中個(gè)加入10牛的水，再將B盆放入A盆，B盆漂�。�這時(shí)B盆所受浮力：F_浮=G_B盆+10N＞10N．繼續(xù)往B盆內(nèi)加30牛水，B盆仍漂�。�小常此實(shí)驗(yàn)的目的是探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力．
（3）小常繼續(xù)如下實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一些微妙的關(guān)系，
①在彈簧下端掛上小筒和金屬塊，機(jī)械彈簧伸長(zhǎng)后指針位置，如圖A所示；②溢水杯中裝滿水，把金屬塊全部浸入溢水杯的水中，用燒杯收集排開(kāi)的水，彈簧縮短，如圖B所示；③將燒杯的水全倒入小筒中，彈簧指針又恢復(fù)到原來(lái)位置0，如圖C所示．B圖的彈簧比A圖的彈簧縮短說(shuō)明金屬塊受到浮力的作用；C圖彈簧指針又恢復(fù)到位置0，說(shuō)明物體受到浮力的大小等于物體排開(kāi)水所受的重力．

Answer 1

分析 （1）探究浮力大小與水量的多少關(guān)系，可以改變水的多少，向燒杯中增加水或倒出水；由圖示彈簧測(cè)力計(jì)讀出其示數(shù)，木塊漂浮，它受到的浮力等于它的重力．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題．
（3）B圖的彈簧比甲圖的彈簧縮短了，說(shuō)明金屬塊受到了向上托的力，即浮力；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)合阿基米德原理回答．

解答 解：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊的重力；將木塊放入燒杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)；然后向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水．
由圖甲所示可知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.5N，木塊重力為2.5N，木塊漂浮在水上，它受到的浮力等于其重力，為2.5N．
（2）由小常的實(shí)驗(yàn)操作可知，他要探究：探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力．
（3）由B圖可知，乙圖的彈簧比甲圖的彈簧縮短了，說(shuō)明金屬塊受到了向上托的力，即金屬塊受到了浮力； C圖彈簧指針又恢復(fù)到位置O，說(shuō)明金屬塊受到了浮力等于排開(kāi)水所受的重力．
故答案為：（1）向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水；2.5；（2）探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力；（3）物體受到浮力的大小等于物體排開(kāi)水所受的重力．

點(diǎn)評(píng) 本題探究跟浮力有關(guān)的現(xiàn)象和知識(shí)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作，注意控制變量法的應(yīng)用，從實(shí)驗(yàn)中也可看出，浮力大小與物體排開(kāi)水的多少有關(guān)，與水本身的多少無(wú)關(guān)．