Question

18．小磊利用一個(gè)彈簧測(cè)力、一個(gè)金屬塊、兩個(gè)燒杯（分別裝有一定量的水和某種液體），探究影響浮力大小的因素，探究過(guò)程如圖所示，根據(jù)圖中信息回答下列問(wèn)題：
（1）分析比較乙、丙，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)
（2）分析比較丙、丁，說(shuō)明浮力大小跟液體的密度有關(guān)（選填“質(zhì)量”或“密度”）
（3）物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力是1N
（4）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可知某液體的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）（2）物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法，即探究浮力大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)時(shí)應(yīng)控制液體的密度不變，改變物體排開(kāi)液體的體積；探究浮力大小與液體密度有關(guān)時(shí)應(yīng)控制物體排開(kāi)液體的體積不變，改變液體的密度；
（3）由圖甲可知金屬塊的重力，由圖丙可知金屬塊浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱(chēng)重法求出受到的浮力；
（4）根據(jù)稱(chēng)重法求出金屬塊浸沒(méi)在某液體時(shí)的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出金屬塊浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水和液體的體積，根據(jù)同一物體的體積相等得出等式即可求出液體的密度．

解答 解：
（1）要探究浸在液體中的物體所受的浮力大小跟排開(kāi)液體的體積有關(guān)，應(yīng)控制液體的密度不變，改變排開(kāi)液體的體積，由圖可知乙、丙兩圖符合；
（2）分析比較丙、丁可知，金屬塊排開(kāi)液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，即受到的浮力不同，說(shuō)明浮力大小跟液體的密度有關(guān)；
（3）由圖甲可知，金屬塊的重力G=4N，
由圖丙可知，金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=3N，
則物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力：F_浮=G-F′=4N-3N=1N；
（4）由圖丁可知，金屬塊浸沒(méi)在某液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F″=3.2N，
則物體完全浸沒(méi)在某液體中時(shí)所受的浮力：F_浮′=G-F″=4N-3.2N=0.8N，
因物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{液}g}$，
解得：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{0.8N}{1N}$×1.0×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）乙、丙；（2）密度；（3）1；（4）0.8×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，利用好控制變量法和稱(chēng)重法求浮力是關(guān)鍵，要注意物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等．