Question

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

（1）由A與D圖可知，物體浸沒在水中所受的浮力為2N，物體A的體積2×10^-4m³，根據A與E兩圖所標的實驗數據，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為2.4N．在B與D兩圖中，保持了液體的密度不變，研究浮力與排開液體的體積的關系；根據C與E兩圖所標的實驗數據，當排開液體體積相同時，液體密度越大，物體所受浮力越大．
（2）小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究，發現浮力的大小有時與深度有關，有時與深度又無關．對此正確的解釋是浮力的大小與排開液體的體積有關，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關．．

Answer 1

分析 （1）根據F_浮=G-F計算出在水中受到的浮力；根據阿基米德的變形公式V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計算出物體A的體積；同理根據F_浮=G-F計算出在鹽水中受到的浮力；掌握影響浮力大小的因素，判斷兩圖中改變的量和不變的量，得出影響浮力的因素；根據控制變量法的要求分析圖示實驗，根據實驗控制的變量與實驗現象得出結論；
（2）根據公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V_排的關系．

解答 解：（1）由A、D圖可知，根據F_浮=G-F=8N-6N=2N；
由F_浮=ρ_液gV_排可知，物體A的體積：V=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圖可知，物體浸沒在鹽水中所受的浮力：F_浮′=G-F′=8N-5.6N=2.4N；
由B、D圖所示實驗可知，物體排開水的密度相同而排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，排開水的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可知，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大；由C、E圖所示實驗可知，當物體排開液體的體積相同時，液體的密度越大，物體所受的浮力就越大．
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關．
故答案為：（1）2；2×10^-4；2.4；排開液體的體積；C；E；大；（2）排開液體的體積；無關．

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，難度適中．