Question

11．小明同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時(shí)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)探究回答下列問題．
（1）物體在水中浸沒時(shí)的浮力2N；在C與E兩圖中，研究浮力與液體密度的關(guān)系；
（2）小明對(duì)ABCD四個(gè)步驟進(jìn)行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān)，有時(shí)與深度又無關(guān)．對(duì)此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關(guān)．
（3）在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F_浮=G-F'求出浮力；掌握影響浮力大小的因素，判斷兩圖中改變的量和不變的量，得出影響浮力的因素；
（2）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V排的關(guān)系；
（3）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出在水中和鹽水中受到的浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計(jì)算出物體的體積，根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$計(jì)算出鹽水的密度；
或根據(jù)在水中和在鹽水中排開液體的體積相等列出關(guān)系式求出鹽水的密度．

解答 解：
（1）由A、C兩圖可知，物體在水中浸沒時(shí)的浮力：F_浮=G-F=8N-6N=2N；
C與E兩圖，排開液體的體積相同，液體的密度不同，所以是研究浮力與液體密度的關(guān)系；
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒在水中后，排開水的體積相同，浮力大小不變，則浮力的大小與深度無關(guān)；
（3）由AE兩圖可知，浸沒在鹽水中時(shí)的浮力F_浮′=G-F′=8N-5.6N=2.4N；
由題意知，在水和鹽水中排開液體的體積相等，則：$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮鹽水}}{{ρ}_{鹽水}g}$；
代入數(shù)據(jù)得：$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{2.4N}{{ρ}_{鹽水}×10N/kg}$；
解得：ρ_鹽水=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）2；液體密度；（2）增大； 無關(guān)；（3）1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了有關(guān)浮力公式的應(yīng)用，在（3）中確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．