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8.【探究名称】探究浮力大小的影响因素。
【问题】小明打完篮球后，给篮球进行了一次清洗，他发现篮球漂浮在池中水面上，用力往下按时，越来越费力，由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣。所用器材有电子台秤、木块、盆、细针(体积不计)等。
【证据】(1)将电子台秤放在桌面上，打开开关，将木块放在台秤上，台秤示数稳定时如图甲所示，则木块受到的重力为N；(g取10 N/kg)
(2)取走木块，用盆装适量水放在台秤上，待示数稳定后，将木块缓慢放入水中，小明观察到，在放入木块的过程中，台秤的示数(选填“变大”“变小”或“不变”)，直至如图乙所示；
(3)如图丙所示，用细针将木块缓慢压入水中，同时观察台秤示数的变化，他发现当木块完全浸入水中后，继续下压，台秤示数不变；
【解释】分析实验现象可知，浸在液体中的物体受到的浮力随增大而增大，与物体浸没在液体中的深度(选填“有”或“无”)关；
【交流】根据实验中的数据，小明还计算出了木块的体积为$\mathrm{cm}^3$，则木块的密度为$\rho_{木}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^3$。
【问题】小明打完篮球后，给篮球进行了一次清洗，他发现篮球漂浮在池中水面上，用力往下按时，越来越费力，由此引起了他探究影响浮力大小的因素的兴趣。所用器材有电子台秤、木块、盆、细针(体积不计)等。
【证据】(1)将电子台秤放在桌面上，打开开关，将木块放在台秤上，台秤示数稳定时如图甲所示，则木块受到的重力为N；(g取10 N/kg)
(2)取走木块，用盆装适量水放在台秤上，待示数稳定后，将木块缓慢放入水中，小明观察到，在放入木块的过程中，台秤的示数(选填“变大”“变小”或“不变”)，直至如图乙所示；
(3)如图丙所示，用细针将木块缓慢压入水中，同时观察台秤示数的变化，他发现当木块完全浸入水中后，继续下压，台秤示数不变；
【解释】分析实验现象可知，浸在液体中的物体受到的浮力随增大而增大，与物体浸没在液体中的深度(选填“有”或“无”)关；
【交流】根据实验中的数据，小明还计算出了木块的体积为$\mathrm{cm}^3$，则木块的密度为$\rho_{木}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^3$。
答案
8.【证据】(1)水平 2.6 (2)变大
【解释】排开液体的体积 无
【交流】400 $0.65×10^3$
【解释】排开液体的体积 无
【交流】400 $0.65×10^3$
解析
【分析】
首先，电子台秤使用时需放置在水平桌面才能保证测量准确；根据甲图的木块质量，利用重力公式可计算木块重力。将木块放入装水的盆中时，台秤示数变化反映了总压力的变化，结合漂浮条件可知示数变大。从乙到丙，木块排开液体体积增大，浮力变化，完全浸没后深度增加浮力不变，可得出浮力与排开体积、浸没深度的关系。最后通过乙、丙图的台秤示数差，结合阿基米德原理算出木块体积，再用密度公式计算木块密度。
【解析】
(1) 电子台秤使用时应放在水平桌面上，确保测量准确；甲图中木块质量$m=260\ \mathrm{g}=0.26\ \mathrm{kg}$，木块重力$G=mg=0.26\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=2.6\ \mathrm{N}$。
(2) 取走木块后，盆和水的总质量为$2260\ \mathrm{g} - 260\ \mathrm{g}=2000\ \mathrm{g}$；放入木块后，台秤示数为盆、水和木块的总质量，因此示数变大。
【解释】
对比乙、丙图，木块排开液体的体积增大时，台秤示数增大，说明浮力增大；木块完全浸没后，继续下压（深度增加），台秤示数不变，浮力不变，因此浸在液体中的物体受到的浮力随排开液体的体积增大而增大，与物体浸没在液体中的深度无关。
【交流】
木块完全浸没时，排开的水的质量为$2400\ \mathrm{g} - 2000\ \mathrm{g}=400\ \mathrm{g}$，排开体积$V_{\mathrm{排}}=\frac{m_{\mathrm{排}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{400\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=400\ \mathrm{cm}^3$，即木块体积$V=400\ \mathrm{cm}^3$；木块密度$\rho_{\mathrm{木}}=\frac{m_{\mathrm{木}}}{V}=\frac{260\ \mathrm{g}}{400\ \mathrm{cm}^3}=0.65\ \mathrm{g/cm}^3=0.65 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1) 水平；2.6 (2) 变大；排开液体的体积；无；400；$0.65×10^3$
【知识点】
重力计算、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题通过电子台秤示数变化探究浮力的影响因素，结合阿基米德原理和密度公式进行计算，考查学生对实验现象的分析能力和公式应用能力，是浮力实验的典型题型。
【难度系数】
0.6
首先，电子台秤使用时需放置在水平桌面才能保证测量准确；根据甲图的木块质量，利用重力公式可计算木块重力。将木块放入装水的盆中时，台秤示数变化反映了总压力的变化，结合漂浮条件可知示数变大。从乙到丙，木块排开液体体积增大，浮力变化，完全浸没后深度增加浮力不变，可得出浮力与排开体积、浸没深度的关系。最后通过乙、丙图的台秤示数差，结合阿基米德原理算出木块体积，再用密度公式计算木块密度。
【解析】
(1) 电子台秤使用时应放在水平桌面上，确保测量准确；甲图中木块质量$m=260\ \mathrm{g}=0.26\ \mathrm{kg}$，木块重力$G=mg=0.26\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=2.6\ \mathrm{N}$。
(2) 取走木块后，盆和水的总质量为$2260\ \mathrm{g} - 260\ \mathrm{g}=2000\ \mathrm{g}$；放入木块后，台秤示数为盆、水和木块的总质量，因此示数变大。
【解释】
对比乙、丙图，木块排开液体的体积增大时，台秤示数增大，说明浮力增大；木块完全浸没后，继续下压（深度增加），台秤示数不变，浮力不变，因此浸在液体中的物体受到的浮力随排开液体的体积增大而增大，与物体浸没在液体中的深度无关。
【交流】
木块完全浸没时，排开的水的质量为$2400\ \mathrm{g} - 2000\ \mathrm{g}=400\ \mathrm{g}$，排开体积$V_{\mathrm{排}}=\frac{m_{\mathrm{排}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{400\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=400\ \mathrm{cm}^3$，即木块体积$V=400\ \mathrm{cm}^3$；木块密度$\rho_{\mathrm{木}}=\frac{m_{\mathrm{木}}}{V}=\frac{260\ \mathrm{g}}{400\ \mathrm{cm}^3}=0.65\ \mathrm{g/cm}^3=0.65 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1) 水平；2.6 (2) 变大；排开液体的体积；无；400；$0.65×10^3$
【知识点】
重力计算、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题通过电子台秤示数变化探究浮力的影响因素，结合阿基米德原理和密度公式进行计算，考查学生对实验现象的分析能力和公式应用能力，是浮力实验的典型题型。
【难度系数】
0.6
