Question

1．某同學按如圖所示的裝置進行“探究影響浮力大小的因素”的實驗：
（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）為了探究浮力的大小與物休浸沒在液體中的深度有無關(guān)系，可選用甲、丙、丁圖裝置進行操作．
（3）選用圖甲、丁、戊可探究浮力大小與液體密度的關(guān)系；
（4）物體浸沒在水中時受到的浮力是4N，物體的體積是4×10^-4m³；
（5）用圖示實驗數(shù)據(jù)還可測出鹽水的密度為1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析比較圖甲、乙、丙，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，結(jié)合控制變量法的思想得出實驗結(jié)論；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系，要控制液體的密度和排開液體的體積不同，改變浸沒的深度；
（3）丁、戊液體的密度不同，物體排開液體的體積相同，可得浮力大小與液體密度的關(guān)系；
（4）根據(jù)稱重法求出物體在水中和鹽水中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理分別表示出物體排開液體的體積即為物體的體積；
（5）根據(jù)物體的體積不變結(jié)合阿基米德原理得出等式即可求出鹽水的密度．

解答 解：（1）比較圖甲、乙，說明物體在水中受到浮力的作用，比較乙、丙可知，液體的密度相同，物體排開水的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系，要控制液體的密度和排開液體的體積不同，改變浸沒的深度，可選用甲、丙、丁圖裝置進行操作；
（3）丁、戊物體都是完全浸沒，排開液體的體積相同，液體的密度不同，所以通過甲、丁、戊可探究浮力大小與液體密度的關(guān)系；
（4）由圖甲知，物體的重力G=5N，物體完全浸沒在水中時拉力F=1N，物體浸沒在水中時受到的浮力F_浮=G-F=5N-1N=4N，
由F_浮=ρ_液gV_排得，物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
（5）物體浸沒在鹽水中時受到的浮力F_浮′=G-F′=5N-0.6N=4.4N，
因物體在水和鹽水中排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
V=V_排
$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{鹽水}g}$，
整理可得，鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{4.4N}{4N}$×1.0×10³kg/m³=1.1×10³kg/m³．
故答案為：
（1）排開液體的體積；
（2）甲、丙、丁；
（3）液體密度；
（4）4；4×10^-4；
（5）1.1×10³．

點評 本題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應用，同時考查了有關(guān)浮力公式的應用，確定V_排相等是解決（5）的關(guān)鍵．