Question

【題目】小聰同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時，做了如下圖所示的實(shí)驗。

（1）小聰對A、B、C、D四個步驟進(jìn)行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關(guān)，有時與深度無關(guān)。對此正確的解釋是：浮力的大小隨著排開水的體積的增大而________，當(dāng)物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度________。

（2）小聰利用浮力和杠桿的知識。發(fā)明了一個密度秤：如圖，輕質(zhì)扛桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，杠桿上用細(xì)繩懸掛兩個的正方體M、N（邊長為10cm，重力為20N）；OA長度為10cm，OE長度為8cm。小聰向容器中倒入不同密度的液體，每次都將M浸沒于液體中，移動物體N。使杠桿在水平位置平衡，OE上便可刻上不同液體的密度值。當(dāng)物體M浸沒于水中時，物體N移動到B點(diǎn)時杠桿恰好水平靜止，那么OB的長度為_________cm。在B點(diǎn)標(biāo)上ρ水；這個密度秤能夠測量的最小液體密度為_________kg/m3。

Answer 1

【答案】增大 無關(guān) 5 0.4×103

【解析】

第一空．探究物體浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關(guān)時，應(yīng)控制液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素相同，實(shí)驗B、C中物體在液體中浸沒的深度改變的同時，其排開液體體積是變化的，V排B＜V排C，圖B中彈簧測力計的示數(shù)小于C圖中的示數(shù)，根據(jù)F浮=G-F得到，F浮B＜F浮C，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大；

第二空．圖C、D中，當(dāng)物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，彈簧測力計的示數(shù)保持不變，浮力的大小與深度無關(guān)；

第三空．E端所受到的力等于重物N對杠桿的拉力，大小等于物體N的重力，即

F=GN=20N；

當(dāng)物體M浸沒在水中時，受到的浮力為：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=10N，

物體M受到的力：A點(diǎn)對M的拉力FA、浮力、重力，故物體M受到的拉力為：

FA=GM-F浮=20N-10N=10N；

此時杠桿受到物體M的拉力等于FA，物體N移動到B點(diǎn)時杠桿恰好水平靜止，由杠桿平衡條件得到：FAOA=FOB，

OB==5cm；

第四空．液體密度越小，浮力越小，拉力越大，根據(jù)F1l1=F2l2 得到：在l1、F2不變時，拉力F1越大，l2越大，最大為OE，為8cm，由FA′OA= FOE得到

FA′==16N，

物體M受到的力：A點(diǎn)對M的拉力FA′、浮力F浮′、重力，

物體M受到的浮力為：

F浮′=GM-FA′=20N-16N=4N；

根據(jù)F浮=ρ液gV排得到液體的密度為：

ρ液小==0.4×103kg/m3。