Question

9．小明同學在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗．請你根據小明的實驗探究回答下列問題．

（1）該實驗所用測量浮力的方法叫做稱重法．根據A與C兩圖所示的實驗數據可知，物體浸沒在水中所受的浮力為2N；
（2）根據A、B、C三圖所示的實驗現象，可以探究排開液體的體積與浮力大小的關系，結論是當液體密度相同時，排開液體的體積越大，浮力越大．
（3）根據A、C、D三圖所示的實驗現象，可以證明：物體浸沒在水中的深度與浮力大小無關；
（4）根據有關實驗數據，可以計算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據稱重法可知，物體受到的浮力等于物體的重力減去浸在液體中彈簧測力計的示數；
（2）分析圖A、B、C可知，物體排開液體的體積不同，并根據測力計的示數變化得出究浮力與V_排的關系；
（3）分析A、C、D三圖，物體都是完全浸沒，浸沒的深度不同，根據測力計的示數可知浮力與物體浸沒在水中深度的關系；
（4）根據物體浸沒在水中的浮力由V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計算出物體的排開水體積，都是完全浸沒，V_排相同，然后由ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$計算出鹽水的密度．

解答 解：（1）分別測出物體在空氣和液體中的重力，由F_浮=G-F便可求出浮力的大小，這種方法叫做稱重法；
由圖A知，G=8N，由圖C知，完全浸沒時F=6N，則完全浸沒在水中的浮力：F_浮=G-F=8N-6N=2N；
（2）A、B、C三幅圖，物體都是浸在水中，液體的密度相同，排開水的體積不同，是探究浮力與排開液體體積的關系；測力計的示數不同，且V排越大，測力計的示數越小，即所受浮力越大，可知當液體密度相同時，排開液體的體積越大，浮力越大；
（3）A、C、D三圖，物體浸沒在水中的深度不同，但測力計的示數相同，可知浮力大小相同，可得浮力大小與物體浸沒在水中的深度無關；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排得，物體排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
由A、E知，在鹽水中受到的浮力：F_浮′=8N-5.6N=2.4N，在水和鹽水中排開液體的體積相同，所以：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）稱重法；2；（2）排開液體的體積；液體密度；排開液體的體積；（3）深度；（4）1.2×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應用，同時考查了有關浮力公式的應用，在（4）中確定V_排相等是解決此題的關鍵．