Question

13．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）分析圖的ABC，說明浮力的人小與排開液體的體積有關．
（2）為了探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度有無關系，可選用圖的B、C進行操作．
（3）在小明的實驗基礎上，根據圖D的有關實驗數據．可以計算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．（g取 10N/kg．水的密度為1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）分析比較圖A、B、C，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積不同，彈簧測力計的示數不同，結合控制變量法的思想得出實驗結論；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關系，要控制液體的密度和排開液體的體積不同，改變浸沒的深度；
（3）根據稱重法求出物體在水中和鹽水中受到的浮力，根據阿基米德原理分別表示出物體排開液體的體積即為物體的體積，根據物體的體積不變得出等式即可求出鹽水的密度．

解答 解：（1）比較圖A、B，說明物體在水中受到浮力的作用，比較B、C可知，液體的密度相同，物體排開水的體積不同，彈簧測力計的示數不同，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關系，要控制液體的密度和排開液體的體積不同，改變浸沒的深度，圖中B、C符合；
（3）物體浸沒在水中時受到的浮力F_浮=G-F′=8N-6N=2N，
物體浸沒在鹽水中時受到的浮力F_浮′=G-F″=8N-5.6N=2.4N，
因物體在水和鹽水中排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{鹽水}g}$，
整理可得，鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{2.4N}{2N}$×1.0×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³．
故答案為：
（1）排開液體的體積；
（2）B、C；
（3）1.2×10³．

點評 本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（3）中確定V_排相等是解決此題的關鍵．