Question

4．小華同學(xué)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，在彈簧測力計下懸掛一圓柱體物塊，當(dāng)圓柱體物塊下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到與燒杯底接觸為止，如圖甲所示：

（1）根據(jù)（a）圖可知，圓柱體物塊的質(zhì)量m=0.6kg；
（2）分析（a）（c）兩圖可知，圓柱體物塊浸沒在水中時所受浮力F_浮=5N；
（3）分析b、c兩圖可得出，浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（4）比較（c）（d）兩圖可得出：當(dāng)圓柱體浸沒在水中時，所受浮力不隨深度改變；
（5）小華完成圖甲所示的實驗后，把水換成另一種液體重復(fù)上述實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出圖乙所示的彈簧測力計拉力F隨物體下降高度h變化的圖象，那么物體浸沒在這種液體中受到的浮力F_浮′=4N，這表明浸在液體中的物體所受浮力的大小還跟液體密度有關(guān)；
（6）綜合分析上述實驗可知，圓柱體物塊的密度是1.2×10³kg/m³，所用的另一種液體的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖a得出圓柱體的重力大小，然后根據(jù)公式G=mg求出圓柱體的質(zhì)量；
（2）由圖c及a根據(jù)F_浮=G-F得出所受浮力的大小；
（3）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系；
（4）根據(jù)浮力大小與排開液體體積的關(guān)系得出結(jié)論；
（5）根據(jù)物體完全浸沒時測力計的示數(shù)及其重力求出浮力，根據(jù)浮力大小的變化跟液體密度有關(guān)；
（6）根據(jù)F_浮=G-F_示計算出在水中和液體中受到的浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，計算出物體的體積，根據(jù)ρ_物=$\frac{m}{V}$求出物體的密度，根據(jù)ρ_鹽=$\frac{F{′}_{浮}}{g{V}_{排}}$，計算出鹽水的密度．

解答 解：（1）由a知，G=6N；根據(jù)G=mg可得，圓柱體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（2）由圖a、c知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）由b、c兩圖可知，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數(shù)不同，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（4）由c、d兩圖可知，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數(shù)不變，即物體所受浮力不隨深度改變；
（5）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數(shù)為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；由實驗知，浮力的大小與浸沒在水中不同，是因為改變了液體密度，故浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟液體的密度有關(guān)；
（6）根據(jù)阿基米德原理，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³，因物體浸沒在水中，故V_物=V_排=10^-4m³，物體A的密度ρ_物=$\frac{G}{g{V}_{物}}$=$\frac{6N}{10N/kg×5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³；
鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{F{′}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{4N}{10N/kg×5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.6；（2）5；（3）b、c；（4）深度；（5）4；液體密度；（6）1.2×10³；0.8×10³．

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(yīng)用，同時考查了利用有關(guān)浮力公式的求密度．