Question

3．徐亮同學(xué)在“探究影響浮力大小的因素”的實驗中，在彈簧測力計下懸掛一圓柱體，當(dāng)圓柱體下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到與燒杯底接觸為止，如圖甲所示．

（1）圓柱體的重力G=6N；圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=5N；
（2）比較b、c兩圖可得：浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（3）比較c、d兩圖可得：當(dāng)圓柱體浸沒在水中繼續(xù)下沉的過程中，受到的浮力不變；
（4）徐亮完成如圖甲所示的實驗后，把水換成另一種液體重復(fù)上述實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示的彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h的F-h圖象．那么物體浸沒在這種液體中受到的浮力 F_浮′=4N．實驗表明，浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟液體的密度有關(guān)．另一種液體的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖a得出物體的重力大小；由圖c及a根據(jù)F浮=G-F得出所受浮力的大��；
（2）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系；
（3）根據(jù)浮力大小與排開液體體積的關(guān)系得出結(jié)論；
（4）根據(jù)物體完全浸沒時測力計的示數(shù)及其重力求出浮力；根據(jù)物體在兩種液體中排開液體的體積不變得出液體的密度．

解答 解：（1）由a知，G=6N；由c知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（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，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體的體積（物體排開液體的體積）有關(guān)；
（3）c、d兩圖，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數(shù)不變，即所受浮力不變；
（4）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數(shù)為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由實驗知，浸在液體里的物體受到的浮力大小還根據(jù)液體的密度有關(guān)；由F_浮=ρ_液gV_排得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$，
則$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{4N}{{ρ}_{液}×10N/kg}$，解得：ρ_液=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）6；5；（2）物體排開液體的體積；（3）c、d；（4）4；液體的密度；0.8×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學(xué)生分析圖象和數(shù)據(jù)的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應(yīng)用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應(yīng)用．