Question

14．江濤同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．如圖表示探究過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）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)；
（2）分析圖D、E，說(shuō)明浮力大小跟液體密度有關(guān)；
（3）金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是1N，金屬塊的體積是1×10^-4m³，金屬塊的密度是5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）B、C、D中液體密度相同，物體排開(kāi)液體的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，根據(jù)控制變量法的思想得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（2）物體所受浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，要探究浮力和液體密度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（3）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法F_浮=G-F_示計(jì)算屬塊浸沒(méi)在水中所受的浮力．根據(jù)金屬塊的重力除以g求出金屬塊的質(zhì)量；根據(jù)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)水的體積得出金屬塊的體積；根據(jù)密度公式求出金屬塊的密度．

解答 解：（1）由圖B、C、D所示實(shí)驗(yàn)可知，物體排開(kāi)水的體積不同，探究過(guò)程中控制了液體的密度相同，物體排開(kāi)液體的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，說(shuō)明浮力和物體排開(kāi)液體體積有關(guān)；
（2）物體所受浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，要探究浮力和液體密度的關(guān)系，就要控制物體排開(kāi)液體的體積相等，而液體的密度不同，D和E中，物體均浸沒(méi)，排開(kāi)液體的體積均等于物體自身的體積，D中液體為水，E中液體為酒精，液體的密度不同，符合題意；
（3）由圖示測(cè)力計(jì)可知，其分度值為0.2N，由A圖知金屬塊的重力為：5N，由D圖知浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N，則金屬塊浸沒(méi)在水中的浮力F_浮=G-F_示=5N-4N=1N．
由G=mg可知，金屬塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，
由浮力公式：F_浮=ρ_水gV_排可知，
金屬塊的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
金屬塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³．
故答案為：（1）排開(kāi)液體的體積；（2）D、E；（3）1；1×10^-4；5×10³kg/m³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浸在液體中的物體所受的浮力的探究實(shí)驗(yàn)，解題的關(guān)鍵是掌握影響浮力大小的因素，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意應(yīng)用控制變量法．