同学们在探究“水对物体的浮力”时,各个学习小组采用了不同的仪器进行实验探究.
(1)一位同学用弹簧测力计吊起一只装满水的薄塑料袋,观察弹簧测力计示数,如图所示把这水袋逐渐浸人水中,弹簧测力计示数______,当这水袋完全浸入水中时弹簧测力计示数是______,从这个实验中得到的启示是______
(2)如果把薄塑料袋中的水看做是从整杯水中隔出的一块水,这块水静止时根据______,袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力.
(3)若将袋中的水换成相同体积的固体,根据图中给出的信息,你得到的实验结论是______.该实验探究过程用到了多种物理研究方法,请你写出其中二种______、______.
(4)另外二位同学分别用厚塑料袋、玻璃瓶替代薄塑料袋做此实验,对上述三人所选器材对实验结果的影响作简单的评价.
网友回答
解:(1)水袋逐渐浸人水中,水袋排开水的体积变大,由阿基米德原理可知,
水袋受到的浮力F浮变大,水袋浸入水中时,受重力G、弹簧测力计拉力F,
水的浮力F浮作用,有平衡条件得:G=F+F浮,则F=G-F浮,F浮变大,重力G不变,
由F=G-F浮可知弹簧测力计示数减小;当水袋完全浸没在水中时,F浮=G,此时弹簧测力计示数为零;
由此可知:密度相同的物质(液体或气体)浸没在同种物质中时,受到的浮力等于它自身受到的重力.
(2)如果把薄塑料袋中的水看做是从整杯水中隔出的一块水,袋中水受到重力与浮力作用,
这块水静止时根据二力平衡条件,袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力.
(3)由图示可知,将袋中的水换成相同体积的固体,两烧杯中的液面相等,
固体排开水的体积与水袋排开水的体积相等,由阿基米德原理可知:物体受到的浮力不变;
本实验中控制固体体积与水袋的体积相等,应用了控制变量法,用体积相等的固体代替水袋,应用了等效替代法.
(4)用厚塑料袋代替薄塑料袋时,塑料袋的密度小于水的密度,水袋排开水的体积小于水袋自身体积时,弹簧测力计示数已经变为零,水袋将漂浮在水面上;用玻璃瓶代替薄塑料袋时,玻璃瓶的密度大于水的密度,玻璃瓶完全浸没在水中时,玻璃瓶受到的浮力小于它自身的重力,弹簧测力计示数不为零.
故