Question

7．在學過浮力的知識后，小明同學在一只薄塑料袋內裝入大半袋水做了如圖所示的實驗．請根據(jù)圖中信息回答下列問題：

（1）圖b中塑料袋所受的浮力是1.8N．
（2）根據(jù)a、b、c（或b、c）圖，可初步得出浮力的大小與物體排開液體的體積有關．
（3）將塑料袋由c圖所示的位置繼續(xù)向下浸入水中，當袋中的水面與容器中的水面相平時，彈簧測力計的示數(shù)將變?yōu)?N，這一現(xiàn)象可驗證阿基米德原理．
（4）d圖容器中裝有未知液體，當袋中的水面與容器中的液面相平時，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，則該液體的密度為0.8×10³kg/m³．
（5）實驗中選用薄塑料袋，是為了忽略塑料袋的重力和體積對實驗的影響．這種突出問題的主要方面、忽略次要因素的研究方法是物理學中常采用的．以下四個實例中沒有用到此研究方法的是C
A．選用輕繩探究定滑輪工作時的特點
B．選用輕質卡片探究二力平衡的條件
C．選用輕質小球來顯示發(fā)聲音叉的振動
D．選用薄玻璃板來探究平面鏡的成像特點．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)a、b得出浮力的大小；
（2）要得出浮力與物體排開液體的體積關系，需使液體的密度相同，排開液體的體積不同；
（3）根據(jù)浮力與重力的大小關系得出拉力的大��；
（4）根據(jù)水的重力求出其體積，根據(jù)拉力和重力求出物體所受的浮力；
由F_浮=ρ_液gV_排計算出液體的密度；
（5）根據(jù)選項分析是否需要忽略有關物理量．

解答 解：（1）由圖a知，水的重力為G=5N，由圖b知，物體浸在水中受到的拉力為3.2N，則物體所受浮力F_浮=G-F=5N-3.2N=1.8N；
（2）b、c兩圖，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，說明受到的浮力不同，所以abc可知浮力的大小與物體排開液體的體積有關；
（3）若將袋中的水剛好完全浸沒，則受到的浮力F_浮=ρ_水gV，浮力大小與袋中水的重力大小相等，所以此時測力計的示數(shù)為零；
（4）水的重力為5N，則水的體積：V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{G}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{5N}{10N/kg}}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10^-4m³；
由d知，物體浸沒在液體中的拉力F′=1N，則受到的浮力F_浮′=G-F′=5N-1N=4N；
由F_浮=ρ_液gV_排得，ρ_液=$\frac{{F}_{浮}′}{gV}$=$\frac{4N}{10N/kg×5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³；
（5）A．選用輕繩探究定滑輪工作時的特點，是為了消除繩的重力對實驗的影響，A用到了該方法；
B．選用輕質卡片探究二力平衡的條件，是為了消除卡片的重力對實驗的影響，B用到了該方法；
C．選用輕質小球來顯示發(fā)聲音叉的振動，是為了使小球更容易被彈開，使實驗效果更加明顯，C未用到該方法；
D．選用薄玻璃板來探究平面鏡的成像特點，是為了消除平面鏡的厚度對實驗的影響，D用到了該方法．
故答案為：（1）1.8；（2）a、b、c（或b、c）；（3）0；（4）0.8×10³；（5）C．

點評 本題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了對控制變量法的應用及阿基米德原理公式的掌握，熟練掌握密度公式也是非常關鍵的．