Question

2．為探究影響浮力大小的因素，小明用量程是0-5N的彈簧測(cè)力計(jì)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）當(dāng)物體逐漸浸入水中，水對(duì)物體底面的壓強(qiáng)將逐漸變大；
（2）物體浸沒(méi)在水中所受的浮力大小為0.6N；
（3）比較圖B和圖C可知，物體排開(kāi)水的體積越大，受到的浮力越大；
（4）比較圖C和圖D可知，物體所受浮力的大小與液體密度有關(guān)．
（5）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出酒精的密度為0.83×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)物體逐漸浸入水中時(shí)，物體底面所處的深度變大，根據(jù)p=ρgh可知水對(duì)物體底面的壓強(qiáng)變化；
（2）物體在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體的重力，根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出物體浸沒(méi)在水中時(shí)的示數(shù)，根據(jù)F_浮=G-F′求出受到的浮力；
（3）比較圖B和圖C中物體排開(kāi)水的體積不同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的關(guān)系，然后得出結(jié)論；
（4）要探究物體所受浮力的大小與液體密度時(shí)，應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積相同，改變液體的密度；
（5）根據(jù)F_浮=G-F′求出物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出物體排開(kāi)水和酒精的體積，根據(jù)物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等得出等式即可求出酒精的密度．

解答 解：（1）當(dāng)物體逐漸浸入水中時(shí)，物體底面所處的深度變大，
由p=ρgh可知，水對(duì)物體底面的壓強(qiáng)變大；
（2）由圖A可知，物體的重力G=4.8N，
由圖C可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=4.2N，
則物體浸沒(méi)在水中所受的浮力：F_浮=G-F′=4.8N-4.2N=0.6N；
（3）由圖B和圖C所示實(shí)驗(yàn)可知，物體排開(kāi)水的體積越大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小，由F_浮=G-F_示可知，物體受到的浮力越大；由此可知，物體排開(kāi)水的體積越大，受到的浮力越大；
（4）要探究物體所受浮力的大小與液體密度時(shí)，應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積相同，改變液體的密度，圖C和圖D符合要求；
（5）由圖D可知，物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F″=4.3N，
則物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)受到的浮力F_浮′=G-F″=4.8N-4.3N=0.5N，
因物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等，
所以，物體的體積：V=V_排水=V_排酒精，
由F_浮=ρgV_排可得：$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{酒精}g}$，
則酒精的密度：
ρ_酒精=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{0.5N}{0.6N}$×1.0×10³kg/m³≈0.83×10³kg/m³．
故答案為：（1）變大；（2）0.6；（3）大；（4）C；（5）0.83×10³kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式、稱重法求浮力、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)以及阿基米德原理的應(yīng)用，要注意控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)知道物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等．