Question

20．小剛在學習了阿基米德原理（F_浮=G_排）后，推導得出F_浮=ρ_液V_排g，從而知道物體受到浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關．
小剛進一步猜想：物體所受浮力大小與物體的形狀是否有關？針對這個問題，他選用以下實驗器材進行探究：彈簧測力計、體積相同的圓柱體和長方體鋁塊各一塊、燒杯、細線和水．
實驗步驟如下：
①用細線將圓柱體、長方體鋁塊先后掛在彈簧測力計上，測出它們的重力分別為G₁、G₂
②將圓柱體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁
③將長方體鋁塊掛彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂
則：（1）比較兩鋁塊的重力G₁、G₂的大小關系為G₁=G₂；
（2）利用以上實驗數(shù)據(jù)比較：若G₁-F₁=G₂-F₂，說明浮力大小與物體形狀無關；若G₁-F₁≠G₂-F₂，說明浮力大小與物體形狀有關．
（3）小剛計算浮力表達式F_浮=G-F．

Answer 1

分析 根據(jù)F_浮=ρ_液V_排g可知，在排開液體體積一定時，液體密度越大，浮力越大；在液體密度一定時，物體排開液體的體積越大時，浮力越大；
（1）兩個鋁塊的體積是相等的，根據(jù)m=ρv，兩個鋁塊的質量就是相等的；再根據(jù)G=mg可知，兩個鋁塊的重力也是相等的；
（2）根據(jù)F_浮=G-F_示求出圓柱體鋁塊和長方體鋁塊所受到的浮力，若浮力是相等的，說明浮力的大小和物體形狀無關；若浮力不相等，說明浮力的大小和物體形狀有關．

解答 解：根據(jù)F_浮=ρ_液V_排g可知，浮力的大小和液體的密度和物體排開液體的體積有關；
（1）圓柱體鋁塊和長方體鋁塊的體積是相等的，密度是相同的，根據(jù)G=mg=ρvg可知，重力是相等的，即G₁=G₂；
（2）圓柱體鋁塊的浮力等于G₁-F₁；長方體鋁塊的浮力G₂-F₂；若G₁-F₁=G₂-F₂說明浮力大小和物體形狀無關；若G₁-F₁≠G₂-F₂說明浮力大小和物體形狀有關．
（3）物體受到的浮力等于重力與測力計拉力之差，即：F_浮=G-F．
故答案為：密度；排開液體的體積；（1）G₁=G₂；G₁-F₁=G₂-F₂；G₁-F₁≠G₂-F₂；（3）F_浮=G-F．

點評 此題考查影響浮力大小的因素、質量與重力的計算，以及分析實驗現(xiàn)象的能力．