Question

如圖所示，小華同學用一個彈簧測力計、一個鐵塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和濃鹽水）對浸在液體中的物體所受的浮力進行了下列探究．

（1）做

c、d

（選填字母）兩個步驟的實驗，是為了探究鐵塊浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關；
（2）做（a）、（d）、（e）三個步驟的實驗，是為了探究浮力大小與

液體密度

的關系；
（3）小華還想利用上述器材測出濃鹽水的密度，應選擇圖中序號為

a、d、e

（選填字母）的步驟，可知濃鹽水密度的表達式為：

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

（用圖中給定的符號表示）．
（4）接著，小華換用一重為0.79N，體積為10cm³的鐵塊，仍用上述彈簧測力計和燒杯按（a）、（d）步驟的方法測量浮力的大小，你認為是否可行？

不可行

．理由是

彈簧測力計分度值為0.2N，無法準確測出拉力大小

．

Answer 1

分析：（1）探究浮力大小與深度的關系，應控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸入液體的深度不同，分析圖示實驗找出符合要求的實驗序號．
（2）分析a、d、e所示實驗，根據實驗控制的變量與實驗現象得出實驗結論．
（3）先測出物體的體積，然后測出物體在鹽水中受到的浮力，然后根據浮力公式的變形公式求出鹽水密度．
（4）根據測力計的分度值與量程分析能否完成實驗．

解答：解：（1）由圖c、d所示實驗可知，液體密度、鐵塊排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，鐵塊受到的浮力不同，可以用c、d兩個實驗步驟探究鐵塊浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關．
（2）由圖示（a）、（d）、（e）三個步驟的實驗可知，鐵塊排開水與鹽水的體積相同，水與鹽水的密度不同，鐵塊受到的浮力不同，由此可知，鐵塊受到的浮力與鐵塊排開液體的密度有關，因此利用（a）、（d）、（e）三個步驟的實驗，是為了探究浮力大圩愛哦與液體密度的關系．
（3）由圖a、d（或a、c）所示實驗可以求出鐵塊浸沒在水中受到的浮力，F_浮=F_a-F_d，∵F_浮=ρ_水gV_排，∴鐵塊的體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

Fa-Fd

ρ水g

；由圖a、e所示實驗可知，鐵塊浸沒在鹽水中受到的浮力F_浮′=F_a-F_e，∵F_浮′=ρ_鹽水gV_排，∴鹽水的密度ρ_鹽水=

F浮′

gV排

=

Fa-Fe

g× Fa-Fd gρ水

=

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

．
（4）鐵塊在水中受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×10×10^-6m³=0.1N，它浸沒在水中時，彈簧測力計的示數F=G-F_浮=0.79N-0.1N=0.69N，由圖示彈簧測力計可知，其分度值為0.2N，無法準確測出0.69N的力，因此用上述彈簧測力計無法測出浮力大小．
故答案為：（1）c、d；（2）液體密度；（3）a、d、e；

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

；（4）不可行；彈簧測力計分度值為0.2N，無法準確測出拉力大小．

點評：本題考查了探究影響浮力大小的因素、求液體的密度等問題，應用控制變量法分許圖示實驗即可正確解題；求液體密度時要注意等效替代法與浮力公式的應用．