Question

12．小華同學在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，在彈簧測力計下懸掛一圓柱體物塊，當圓柱體物塊下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到與燒杯底接觸為止，如圖甲所示：

（1）根據（a）圖可知，圓柱體物塊的質量m=0.6kg；
（2）分析（a）（c）兩圖可知，圓柱體物塊浸沒在水中時所受浮力F_浮=5N；
（3）分析b、c兩圖可得出，浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
（4）比較（c）（d）兩圖可得出：當圓柱體浸沒在水中時，所受浮力不隨深度改變；
（5）小華完成圖甲所示的實驗后，把水換成另一種液體重復上述實驗，根據實驗數據繪制出圖乙所示的彈簧測力計拉力F隨物體下降高度h變化的圖象，那么物體浸沒在這種液體中受到的浮力F_浮′=4N，這表明浸在液體中的物體所受浮力的大小還跟液體密度有關；
（6）綜合分析上述實驗可知，圓柱體物塊的密度是1.2×10³kg/m³，所用的另一種液體的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據圖a得出圓柱體的重力大小，然后根據公式G=mg求出圓柱體的質量；
（2）由圖c及a根據F_浮=G-F得出所受浮力的大��；
（3）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關系；
（4）根據浮力大小與排開液體體積的關系得出結論；
（5）根據物體完全浸沒時測力計的示數及其重力求出浮力；
（6）根據（2）中求出的浮力，運用公式F_浮=ρ_液gV_排求出物體的體積，根據密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求出圓柱體的密度；然后根據（5）中的浮力，運用公式F_浮=ρ_液gV_排求出液體的密度．

解答 解：
（1）由a知，G=6N；根據G=mg可得，圓柱體的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（2）由圖a、c知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）由b、c兩圖可知，液體的密哦度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數不同，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體的體積（物體排開液體的體積）有關；
（4）由c、d兩圖可知，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數不變，即物體所受浮力不隨深度改變；
（5）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由實驗知，浸在液體里的物體受到的浮力大小還根據液體的密度有關；
（6）由F_浮=ρ_液gV_排得，圓柱體體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³；
圓柱體的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³；
由F_浮=ρ_液gV_排得，另一種液體的密度ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{4N}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.6；（2）5；（3）b、c；（4）深度；（5）4；液體密度；（6）1.2×10³；0.8×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學生分析圖象和數據的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應用．