Question

12．如圖所示是探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖回答下列問(wèn)題：
（1）若探究浮力大小與物體浸設(shè)深度的關(guān)系，應(yīng)選用的操作是③④（填序號(hào)）．
（2）若選用的操作是④⑤，可探究浮力的大小與液體的密度的關(guān)系．
（3）若探究浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，應(yīng)選用的操作是②③（填序號(hào)），得出的結(jié)論是在液體的密度相同時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，浮力也越大．
（4）根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出物體A浸沒(méi)在水中所受的浮力大小是1N，物體A的密度是4×10³kg/m³；
鹽水的密度是1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 浮力的大小可能跟液體的密度、物體排開(kāi)液體的體積、物體浸沒(méi)到液體的深度有關(guān)，研究浮力大小的影響因素時(shí)，采用控制變量法．
（1）若探究浮力大小與物體浸設(shè)深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度、物體排開(kāi)液體的體積相同；
（2）④⑤操作中物體排開(kāi)液體的體積相同，液體的密度不同，根據(jù)控制變量法可知浮力的大小可能跟液體的密度的關(guān)系；
（3）探究浮力大小與排開(kāi)液體體積有關(guān)時(shí)，控制液體密度相同．
（4）根據(jù)圖①和圖④求出物塊A在水中受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排，變形后可求物體體積，利用G=mg=ρgV即可求出物體A的密度；
根據(jù)圖①和圖⑤求出物塊A在濃鹽水中受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排；即可求出鹽水密度．

解答 解：（1）研究浮力大小與物體浸沒(méi)的深度的關(guān)系，應(yīng)保持液體的密度相同、物體排開(kāi)液體的體積相同，浸沒(méi)的深度不同，故選擇實(shí)驗(yàn)③④．
（2）實(shí)驗(yàn)④⑤，物體排開(kāi)液體的體積相同，液體的密度不同，可探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系．
（3）探究浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，應(yīng)保持液體的密度相同，物體排開(kāi)液體的體積不同，故選擇實(shí)驗(yàn)②③．
由于圖③中測(cè)力計(jì)的示數(shù)比圖②的測(cè)力計(jì)示數(shù)小，根據(jù)稱量法測(cè)浮力可知，物體所受浮力變大，所以可得的結(jié)論是：在液體的密度相同時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，浮力也越大；
（4）由圖①可知，物塊A的重力G=4N，
根據(jù)圖①和圖④可得，物體在水中受到的浮力F_浮=G-F₄=4N-3N=1N；
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知物體體積：V=V_排水=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
由G=mg=ρgV得物體A的密度：ρ_A=$\frac{G}{gV}$=$\frac{4N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³；
根據(jù)圖①和圖⑤可知，物塊A在鹽水中受到的浮力：F_浮′=G-F₅=4N-2.8N=1.2N；
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可得鹽水密度：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.2N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）③④；
（2）液體的密度；
（3）②③；在液體的密度相同時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，浮力也越大；
（4）1；4×10³；1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查控制變量法在研究浮力大小的影響因素的應(yīng)用，控制變量法是科學(xué)探究中的重要思想方法，廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中．我們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意識(shí)別和應(yīng)用．