Question

14．小明用彈簧測力計(jì)、圓柱體、兩個(gè)相同的圓柱形容器，分別裝有一定量的水和鹽水，對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究，其裝置和彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示．

（1）分析圖甲、乙、丙，說明浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)．
（2）分析圖甲、丙、丁，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（3）分析圖甲、丁、戊，說明浮力的大小與液體密度有關(guān)．
（4）圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力是4N．
（5）圓柱體的密度是1.25×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析圖示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，然后答題．
（3）浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，要探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，要控制排開液體的體積一定，改變液體的密度，觀察彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化；
（4）物體的重力與測力計(jì)拉力之差是物體受到的浮力．
（5）由圖甲、丙，根據(jù)稱重法可知圓柱體在水中受到的浮力，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出圓柱體完全浸沒水中時(shí)的體積，即圓柱體的體積；根據(jù)G=mg可求得其質(zhì)量，再利用ρ=$\frac{m}{V}$可求得圓柱體的密度．

解答 解：（1）由圖甲、乙、丙所示實(shí)驗(yàn)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)．
（2）分析圖甲、丙、丁可知，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，彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同，則受到的浮力相同，由此可得，浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)系．
（3）分析圖甲、丁、戊，可知，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，物體受到的浮力不同，因此可以說明浮力的大小與液體密度有關(guān)．
（4）由圖甲、丙所示實(shí)驗(yàn)可知，圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F_浮=G-F=5N-1N=4N．
（5）由F_浮=ρ_水gV_排可得，圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
圓柱體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，
圓柱體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.25×10³kg/m³．
故答案為：（1）排開液體的體積；
（2）無關(guān)；
（3）密度；
（4）4；
（5）1.25×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響浮力大小因素實(shí)驗(yàn)、求物體的體積與密度問題，要掌握稱重法測浮力的方法、應(yīng)用浮力公式即可解題，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．