Question

8．在探究“影響浮力大小的因索”這一問題時，同學們做了如圖所示的一系列實驗．
（1）比較①②③彈簧測力計示數(shù)得出浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）比較①③④（選填字母）三次實驗，是為了探究物體浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關(guān)；
（3）物體浸沒在水中時受到的浮力是1N，浸沒在鹽水中時受到的浮力是1.2N，說明浮力大小與液體密度有關(guān)．
（4）通過計算得出物體的密度是4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法的要求，在①②③三圖中，液體密度相同，物體排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同；
（2）為了探究物體浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關(guān)，應控制排開液體的體積和液體的密度相同，只改變深度；
（3）根據(jù)F_浮=G-F_拉求出浮力，分析浮力大小的影響因素；
（4）根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出物體完全浸沒時的體積，即物體的體積，再根據(jù)G=mg=ρ_物gV求出物體的密度．

解答 解：（1）讀圖并根據(jù)題意可知，圖①中測力計的示數(shù)為4N，圖②中測力計的示數(shù)為3.6N，圖③中測力計的示數(shù)為3N，在液體密度相同時，圖③的示數(shù)大于圖②中示數(shù)，而又知圖③中物體排開水的體積大于圖②中物體排開水的體積，由此可知，浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）探究物體浸沒在水中時所受浮力大小與深度是否有關(guān)，控制液體密度和排開液體體積相同，符合要求的是①③④；
（3）物體浸沒在水中時受到的浮力F_浮=G-F_拉=4N-3N=1N；
浸沒在鹽水中時受到的浮力F_浮′=G-F_拉′=4N-2.8N=1.2N；
由此可知，浮力大小和液體密度有關(guān)；
（4）由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
由G=mg=ρ_物gV得：
物體密度ρ=$\frac{G}{gV}$=$\frac{4N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）①③④；（3）1；1.2；液體密度；（4）4×10³．

點評 此題主要考查的是學生對浮力計算、密度計算和控制變量法在實驗中應用的理解和掌握，難度不大．