Question

16．小明和小紅想探究“浮力大小與物體在液體中所處深度是否有關(guān)”：
（1）如圖，小明讓金屬塊從圖①到②位置，觀察到測力計示數(shù)變小，說明金屬塊受到的浮力變大（都選填“變小”、“變大”），他得出：浮力大小與物體所處的深度有關(guān)．
（2）小紅讓金屬塊從圖③移動到④位置，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測力計示數(shù)相同，金屬塊所受浮力都為1.2N，她得出：浮力大小與物體所處的深度無關(guān)．
（3）從這兩個同學(xué)的不同實驗結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？物體受到的浮力在物體未完全浸沒液體中時與物體所處的深度有關(guān)，完全浸沒在液體中的物體與所處的深度無關(guān)．
（4）若給你一杯濃鹽水，利用本實驗器材，你如何測出濃鹽水的密度．寫出你的做法．（要用字母表示測量的物理量，寫出鹽水密度的表達式）

Answer 1

分析 （1）分析圖示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論；
（2）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，分析圖示實驗，然后答題；
（3）結(jié)合題意，由控制變量法解答；
（4）物體的重力與測力計拉力之差是物體受到的浮力，根據(jù)浮力公式求出物體的體積，根據(jù)浮力公式求出鹽水的密度．

解答 解：（1）由圖①、②所示實驗可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)，物體所處的深度越深，排開液體的體積越大，浮力越大，彈簧秤示數(shù)越小；
（2）由圖③、④所示實驗可知，圓柱體浸沒在水中時受到的浮力，
F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
（3）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，由圖示②、③實驗可知未完全浸沒時，浮力與浸沒的深度有關(guān)；圖③、④所示實驗中物體排開液體的密度、物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，浮力大小與物體浸沒在液體中的深度沒有無關(guān)系；
（4）由已知器材，實驗用彈步驟如下，①、簧測力計測出金屬塊重力G；
②、用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中的示數(shù)F₁；
③、用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在鹽水中的示數(shù)F₂；
物體浸沒在水中和浸沒在鹽水中排開液體的體積相同，
在水中受到的浮力，F(xiàn)_水浮=ρ_水gV_排=G-F₁①
在鹽水中受到的浮力，F(xiàn)_鹽浮=ρ_鹽水gV_排=G-F₂②
由$\frac{①}{②}$，$\frac{{ρ}_{水}g{V}_{排}}{{ρ}_{鹽水}g{V}_{排}}$=$\frac{G-{F}_{1}}{G-{F}_{2}}$，ρ_鹽水=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．
故答案為：（1）變小、變大；（2）1.2；（3）物體受到的浮力在物體未完全浸沒液體中時與物體所處的深度有關(guān)，完全浸沒在液體中的物體與所處的深度無關(guān)；（4）步驟如下，①、簧測力計測出金屬塊重力G；
②、用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中的示數(shù)F₁；
③、用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在鹽水中的示數(shù)F₂；
鹽水密度的表達式，ρ_鹽水=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．

點評 本題考查了探究影響浮力大小與物體在液體中所處深度的實驗以及求物體的體積與密度問題，要掌握稱重法和阿基米德原理測浮力的方法，具有一定的綜合性．