Question

4．在探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)中，小剛同學(xué)使用了彈簧測(cè)力計(jì)、金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯（分別裝有適量的水、酒精和鹽水），對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．如圖表示了探究過(guò)程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）物體受到的最大浮力是3.6N；
（2）分析圖B、C、D，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，分析圖D、E、F說(shuō)明浮力大小跟液體密度有關(guān)；
（3）F圖中鹽水的密度是1.2×10³kg/m³．
（4）圖中能正確反映浮力F和物體下表面在水中深度h關(guān)系圖象的是C

Answer 1

分析 （1）由A可知物體的重力，根據(jù)稱重法F_浮=G-F′可知，物體受到的浮力最大時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最小，據(jù)此求出物體受到的最大浮力；
（2）浮力的大小與液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法，即探究浮力的大小與排開(kāi)液體的體積關(guān)系時(shí)應(yīng)控制液體的密度不變，探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積相等；
（3）根據(jù)稱重法求出物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出物體浸沒(méi)在水中和鹽水中排開(kāi)液體的體積，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鹽水的密度；
（4）液體密度相同時(shí)，物體所受浮力的大小于排開(kāi)液體的體積成正比，當(dāng)物體完全浸沒(méi)時(shí)受到的浮力不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，根據(jù)稱重法可知物體所示浮力與深度的關(guān)系．

解答 解：（1）由圖A可知，物體的重力G=10N，探究過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的最小示數(shù)F′=6.4N，
則物體受到的最大浮力：
F_浮=G-F′=10N-6.4N=3.6N；
（2）分析圖B、C、D可知，物體排開(kāi)水的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，物體受到的浮力不同，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
要探究浮力大小跟液體密度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積相同，改變液體的密度，D、E、F符合；
（3）由D可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F″=7N，物體浸沒(méi)在水中受到的浮力F_浮′=G-F″=10N-7N=3N，
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，由F_浮=ρgV_排可得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{鹽水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$，
則鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{{F}_{浮}′}$ρ_水=$\frac{3.6N}{3N}$×1.0×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³；
（4）液體的密度相同時(shí)，物體受到的浮力與排開(kāi)液體的體積成正比，即底面積相同的圓柱體，物體受到的浮力與浸入的深度成正比，
當(dāng)物體完全浸沒(méi)時(shí)，物體受到的浮力不變，
根據(jù)F_浮=G-F′可知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)先變大后不變，故選C．
故答案為：
（1）3.6；
（2）物體排開(kāi)液體的體積；B、C、D；
（3）1.2×10³kg/m³；
（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題目考查學(xué)生對(duì)“探究浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)”掌握程度，只要學(xué)生將“稱重法”這一計(jì)算方法掌握扎實(shí)，題目不難做出．