Question

小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．如圖表示探究過程及有關數據．

（1）分析圖B、C、D，說明浮力大小跟______有關．
（2）分析圖______，說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是______N．
（4）某同學不小心把金屬塊浸沒且碰到了裝水的燒杯底部，彈簧測力計示數為6N，則此時金屬塊受到的浮力為______N．
（5）根據圖中的實驗數據，該金屬塊的密度是______kg/m³．（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：物體在液體中受到豎直向下的重力G，豎直向上的彈簧測力計的拉力F，豎直向上的浮力F_浮作用而靜止，處于平衡狀態，由平衡條件可得F_浮=G-F；
（1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關系，從而得出結論．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片．
（3）由圖A求出物體的重力，由圖E求出彈簧測力計對物體的拉力，然后由平衡條件求出物體在煤油中受到的浮力．
（4）由阿基米德原理可知，物體所受浮力等于物體排開液體所受重力，據此分析答題．
（5）根據題意求出物體的質量與體積，然后由密度公式求出物體的密度．
解答：解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，這說明：浮力大小與物體排開液體的體積有關．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）由圖A可知，物體的重力G=10N，由圖E可知，物體浸沒在煤油中時，彈簧測力計對物體的拉力F=7.6N，則物體受到的浮力F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
（4）由圖A與圖D可知，金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力是10N-7N=3N，金屬塊所受浮力等于金屬塊排開液體的重力，金屬塊浸沒且碰到了裝水的燒杯底部時，金屬塊排開水的重力不變，所受浮力不變，則金屬塊受到的浮力仍為3N．
（5）由圖A可知，金屬塊的重力G=10N，∵G=mg，∴金屬塊的質量m===1kg；
由圖A與D可知，金屬塊完全浸沒在水中時，金屬塊排開水的體積，
即金屬塊的體積V=800ml-500ml=300ml=3×10^-4m³，
則金屬塊的密度ρ==≈3.33×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）D、E；（3）2.4；（4）3；（5）3.33×10³．
點評：這是一道學科綜合題，考查了影響浮力大小的因素、控制變量法的使用、浮力的測量、密度的計算；影響浮力大小的因素、控制變量法是中考的熱點，需要掌握．