Question

12．小剛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酒精），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．如圖表示探究的過程及有關數據．

（1）分析②、③、④、⑤，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關，跟（物體浸沒的）深度無關．
（2）分析⑤⑥，說明浮力大小跟排開液體的密度有關．
（3）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是2.4N．
（4）圖⑤中金屬塊下表面所處的深度為10cm，則下表面受到的液體壓強是980Pa．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）根據6個圖中數據求出排開液體的體積，由根據稱重法，F_浮=G-F_示，得到實驗中浮力的大小，根據控制變量法分析得出影響浮力大小的物理量；
（4）由p=ρgh求金屬塊下表面所處的深度為10cm受到的液體壓強．

解答 解：（1）（3）由圖①知，物體的重力G=10N，在②③④⑤⑥實驗中，排開水的體積分別為：
V_排2=600ml-500ml=100ml、
V_排3=700ml-500ml=200ml、
V_排4=800ml-500ml=300ml；
V_排5=800ml-500ml=300ml；
V_排6=800ml-500ml=300ml；
而根據稱重法，F_浮=G-F_示，物體在在②③④實驗中受到的浮力大小分別為：
F_浮2=G-F_示2=10N-9N=1N，
F_浮3=G-F_示3=10N-8N=2N，
F_浮4=G-F_示4=10N-7N=3N；
F_浮5=G-F_示4=10N-7N=3N；
F_浮6=G-F_示5=10N-7.6N=2.4N，即物體完全浸沒在酒精中所受的浮力大小；
故由②③④知，排開液體的體積越大，受到的浮力越大，故得出的結論是：浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
由④⑤可知，物體浸沒在水中的深度不同，而受到的浮力相同，說明浮力大小跟（物體浸沒的）深度無關；
（2）在⑥⑤實驗中，物體排開液體的體積相同，而排開液體的密度不同，由上知，受到的浮力不同，故說明浮力大小跟排開液體密度有關；
（4）圖⑤中金屬塊下表面所處的深度為h=10cm，則下表面受到的液體壓強是：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×10×10^-2m=980Pa．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；  （物體浸沒的）深度；
（2）⑤⑥；排開液體的密度；
（3）2.4N；
（4）980Pa．

點評 本題考查稱重法測浮力、影響浮力大小的因素及數據分析的能力和控制變量法的運用，同時也考查了液體壓強的應用，綜合性較強．