Question

9．在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，用到如下器材：分度值為0.2N的彈簧測(cè)力計(jì)，體積相同但密度不同的圓柱體A和B，相同的大燒杯若干，水、鹽水、細(xì)線等，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，請(qǐng)你回答下列問題：

（1）由圖①、③、④可知，物體在浸沒在水中前，浸入的深度越大，物體浸入水的體積越大，物體受到的浮力越大；
（2）由圖①、④、⑤可知，物體在浸沒在水中后，浸入的深度越大，物體受到的浮力不變（填“越大”、“越小”或“不變”），說明物體受到的浮力與浸入液體的深度無關(guān)（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（3）由圖②、⑥、⑦可知，物體在不同液體中受到浮力還與液體密度有關(guān)．
（4）由圖①、②和⑤⑥可知，物體在液體中受到浮力與物體的密度無關(guān)．
（5）若圓柱體A的重力為3N，當(dāng)它完全浸沒在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1N，則圓柱體A的密度為1.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知：物體受到的浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，而浸在水中的物體，則物體排開的液體密度一定，所以受到的浮力大小決定于物體排開水的體積；
（2）當(dāng)物體全部浸沒在液體中后再繼續(xù)下降的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)保持不變，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；
（3）圖②、⑥、⑦物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，可知所受浮力不同，可得浮力大小與液體的密度有關(guān)；
（4）①、②圖和⑤⑥圖中物體相同，液體密度相同，由圖①、②和⑤⑥可知，不同的物體浸沒在相同的液體中物體在液體中受到浮力與物體的密度無關(guān)；
（5）知道圓柱體在空氣中和浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱重法求出受到的浮力；圓柱體浸沒時(shí)排開水的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出圓柱體的體積；知道圓柱體的重力，根據(jù)G=mg可求質(zhì)量，再根據(jù)密度公式求出圓柱體的密度．

解答 解：（1）物體在浸沒在水中前，浸入的深度越大，物體浸入水的體積 越大，根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知，物體受到的浮力越大；
（2）當(dāng)物體全部浸沒在液體中后再繼續(xù)下降的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)保持不變，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；
（3）⑦中鹽水，②和⑥是水，圖②、⑥、⑦物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，可知所受浮力不同，可得浮力大小與液體的密度有關(guān)．
（4）由圖①、②和⑤⑥可知，不同的物體浸沒在相同的液體中物體在液體中受到浮力與物體的密度無關(guān)；
（5）圓柱體受到的浮力：
F_浮=G-F′=3N-1N=2N；
因?yàn)閳A柱體完全浸沒，
所以根據(jù)F_浮=ρgV_排可得，圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
根據(jù)G=mg可得，圓柱體的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
圓柱體的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）越大；（2）不變；無關(guān)；（3）液體密度；（4）⑤⑥；（5）1.5×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響浮力大小的因素，側(cè)重考查了控制變量法的應(yīng)用，分清楚圖示的情況、注意控制變量法的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵．