Question

11．在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，辰辰同學和他的上伙伴們做了如圖所示的一系列實驗．
（1）由①②③三次實驗是為了探究浮力的大小跟排開液體體積的關系；
（2）分析①③④三次的實驗數據，可得出的結論是浮力的大小跟深度無關；
（3）由實驗①③⑤三次實驗還可探究浮力的大小與排開的液體密度的關系；
（4）通過實驗數據可知金屬塊的密度為9×10³kg/m³．

Answer 1

分析 應用控制變量法分析圖示實驗，根據實驗控制的變量與實驗現象分析答題；應用浮力公式求出金屬塊的質量，然后由密度公式求出金屬塊的密度．

解答 解：
（1）由圖示①②③三次實驗可知，物體排開液體的密度不變而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，排開液體體積越大，物體受到的浮力越大，由此可知，①②③三次實驗可以探究：浮力的大小與排開液體體積的關系；
（2）由圖①③④三次實驗可知，物體排開液體的密度與體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，物體受到的浮力相同，由此可知：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關；
（3）由圖①③⑤所示實驗可知，物體排開液體的體積相同而排開液體的密度不同，液體密度越大，物體受到的浮力越大，由此可知：該實驗可以探究浮力的大小與液體密度的關系；
（4）由圖①所示實驗可知，金屬塊的重力G=9N，由G=mg可知，金屬塊的質量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{9N}{10N/kg}$=0.9kg，
由圖①③所示實驗可知，金屬塊浸沒在水中受到的浮力：F_浮=G-F=9N-8N=1N，
由F_浮=ρ_水gV_排可知，金屬塊的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
金屬塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.9kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=9×10³kg/m³．
故答案為：（1）排開液體體積；（2）無關；（3）①③⑤；（4）9×10³．

點評 在本實驗中，一共有三個變量，物體排開液體的體積、液體的密度、物體浸沒的深度，因此，在探究過程中，控制變量法的運用至關重要．同時，我們還應明確在這三個因素中，物體浸沒的深度對浮力的大小是沒有影響的．稱重法表達式的運用也在這一實驗的進行中起到了重要的作用，是我們必須熟練掌握的．