Question

14．小華在探究影響浮力大小因素的實驗中，先測出圓柱體的重力，如圖甲，然后將圓柱體分別逐漸浸入水和鹽水中，測得圓柱體浸在水和鹽水中受到的浮力分別為F₁和F₂，浮力和圓柱體底面浸入水和鹽水中的深度h的對應數據如下表：

次數	1	2	3	4	5	6
h/cm	2	4	6	8	10	12
F1/N	0.2	0.4	0.6	0.6	0.6	0.6
F2/N	0.22	0.44	0.66	0.66	0.66	0.66

（1）物體的重力為1.0N；
（2）利用表中數據，在圖乙中畫出F₁-h圖線；
（3）根據表中數據能否得出“物體在水中受到的浮力與物體浸入水的深度無關”的結論，并說明理由．答不能（能/不能）；理由：沒有控制物體排開液體的體積相同；
（4）小華分別用水和鹽水做對比實驗，這樣做是為了探究液體的密度對浮力大小的影響，此實驗中所用鹽水的密度為1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據測力計的示數讀出重力．
（2）根據表格中數據描點，并用平滑的曲線連接起來．
（3）探究浮力大小與物體浸入液體深度的關系，應控制液體種類、物體排開液體的體積相等，控制物體浸入水中的深度不同．
（4）保持排開液體的體積不變，改變物體的密度，測出浮力后，可探究出浮力與液體密度的關系；根據阿基米德原理導出式和公式推導來計算鹽水密度．

解答 解：（1）由圖可知，此時測力計的示數為1.0N，即物體的重力為1.0N．
（2）由表格中的數據，描點連線，即可得F₁-h圖線，如圖所示：
；
（3）要驗證物體受到的浮力是否與物體浸入液體的深度有關，根據可知控制變量法可知利用同種液體，并且物體排開液體的體積應相同，圓柱體未完全浸入時排開液體的體積不同，所以不同意小明的觀點．
（4）分別用水和鹽水做實驗，控制了物體排開液體的體積一定，改變了液體的密度，所以是研究浮力和液體密度的關系；
根據阿基米德原理：F_浮=G_排=ρ_液gV_排
得：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，因為浸沒在水中和浸沒在鹽水中V_排相等，
所以有：$\frac{{F}_{浮鹽水}}{{ρ}_{鹽水}g}$═$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，代入數據：$\frac{0.66N}{{ρ}_{鹽水}×10N/kg}$=$\frac{0.6N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$，解得：ρ_鹽水=1.1×10³kg/m³．
故答案為：（1）1.0；（2）如圖所示；（3）不同意；沒有控制物體排開液體的體積相同；（4）液體的密度；1.1×10³．

點評 浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關，同種液體中，排開液體的體積越大，受到的浮力越大，當物體完全浸沒時，受到的浮力將不變；排開的液體體積相同，受到的浮力大小還與液體的密度有關，此題考查了稱重法測浮力及對實驗數據的分析和描點法圖象的畫法．