Question

9．圖是探究“浮力的大小與哪些因素有關”實驗的若干操作，根據此圖回答下列問題：
（1）若選用的操作是③④，可探究浮力的大小與液體的密度的關系．
（2）若探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，應選用的操作是②③（填序號）．
（3）由操作可知，物體浸沒在水中時所受的浮力大小為1N；該物體的密度為：4×10³kg/m³． 鹽水的密度是：1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）③④兩組實驗通過變換不同的液體，改變液體的密度，彈簧測力計的示數F_示變化，因為F_浮=G-F_示，物體受到的浮力發生了變化，由此說明浮力的大小與液體的密度有關；
（2）②③兩組實驗，用的是水、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，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關；
（3）由①③可以得出物體浸沒在水中時所受的浮力；
根據F_浮=ρ_水gV_排求出物體體積，再根據G=mg=ρ_物gV求出物體密度；再根據F_浮=ρ_鹽水gV_排求出鹽水的密度．

解答 解：（1）由①③可知，物體浸沒水中受到的浮力：
F_浮=G-F_示=4N-3N=1N，
由①④可知，物體浸沒鹽水中受到的浮力：
F_浮′=G-F_示′=4N-2.8N=1.2N，
F_浮≠F_浮′，
可見，物體受到的浮力與液體的密度有關；
（2）②③兩組實驗，物體浸入水中的體積不同，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；
（3）由①③可以得出物體浸沒在水中時所受的浮力：F_浮=G-F_示=4N-3N=1N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由G=mg=ρ_物gV得：
物體密度ρ_物=$\frac{G}{gV}$=$\frac{4N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³；
鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.2N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）液體的密度；
（2）②③；
（3）1；4×10³；1.2×10³．

點評 利用好控制變量法：都浸沒水中，改變物體浸入的體積，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關；都浸沒液體中（v_排相同），通過變換不同的液體，改變液體的密度，說明浮力的大小與液體的密度有關．