Question

（2012?柳州二模）小王利用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)物體、一杯水和一杯某種液體做了有關(guān)浮力的實(shí)驗(yàn)，如圖所示．在實(shí)驗(yàn)的四個(gè)步驟中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F₁、F₂、F₃、
F₄．（水的密度為ρ_水）
（1）分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)

A、C

（填步驟代號(hào)）可知，浸在液體里的物體受到向上的浮力．物體完全浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力為

F₁-F₃

N．
（2）分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)B、C可知，浮力大小與

排開(kāi)液體的體積

有關(guān)．比較試驗(yàn)

C、D

可知，浮力還與液體的密度有關(guān)．
（3）由這個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟

A、C、D

（填步驟代號(hào)）還可以測(cè)出液體的密度ρ_液．寫(xiě)出ρ_液的表達(dá)式ρ_液=

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．

Answer 1

分析：（1）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)一定受到了平衡力的作用，對(duì)物體進(jìn)行受力分析從而得出結(jié)論；
（2）在B、C實(shí)驗(yàn)中，液體的密度相同都是水，而物體排開(kāi)水的體積（物體浸沒(méi)在水中的體積）不同；而要探究浮力與液體的密度有關(guān)，就要保證排開(kāi)液體的體積相同；
（3）根據(jù)稱(chēng)重法和阿基米德原理分析計(jì)算：利用A、C可以計(jì)算出V_排，再利用A、D結(jié)合V_排計(jì)算ρ_液．

解答：解：（1）①物體浸沒(méi)在水中，受到浮力、重力和彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用，重力和浮力、彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是平衡力；重力的方向豎直向下，那么，物體就要受到豎直向上的拉力和浮力，故選A、C可根據(jù)物體的重力和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)計(jì)算出物體受到的浮力；
②根據(jù)圖示可知，物體的重力是F₁，物體完全浸沒(méi)水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是F₃，故物體完全浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力為：F₁-F₃；
（2）①在B、C實(shí)驗(yàn)中，液體的密度相同，而物體排開(kāi)水的體積不同，導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，即物體受到的浮力不同，說(shuō)明浮力大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
②根據(jù)控制變量法可知，要探究浮力與液體的密度有關(guān)，就應(yīng)該選擇排開(kāi)液體的體積相同而不是同種液體的兩組實(shí)驗(yàn)，故選擇C、D；
（3）①首先選擇A、C計(jì)算出V_排：
此時(shí)物體受到的浮力為：F_浮C=F₁-F₃=ρ_水gV_排，
則V_排=

F1-F3

ρ水g

；
②再選擇A、D結(jié)合①計(jì)算出ρ_液：
此時(shí)物體受到的浮力為：F_浮D=F₁-F₄=ρ_液gV_排，
故ρ_液=

F1-F4

gV排

=

F1-F4

g F1-F3 ρ水g

=

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．
故答案為：（1）A、C；F₁-F₃；   
（2）排開(kāi)液體的體積；C、D；
（3）A、C、D；

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．

點(diǎn)評(píng)：熟練掌握阿基米德原理原理及浮力的相關(guān)計(jì)算方法，是解決此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ)，很多時(shí)候，我們可以通過(guò)結(jié)論（阿基米德原理）去推出現(xiàn)象．