20.小強用彈簧測力計、圓柱體、兩個相同的圓柱形容器,分別裝有一定量的水和鹽水,對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究,其裝置和彈簧測力計示數(shù)如圖所示.

(1)針對所給的情景,請你提出一個有價值的探究性問題:浮力的大小與什么因素有關(guān)?.
(2)針對你所提出的問題,提出合理猜想:浮力大小與排開液體的體積有關(guān)(或浮力大小與排開液體的密度有關(guān)).
(3)分析圖甲、乙、丙,說明浮力的大小與排開液體的體積有關(guān). 
(4)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力是4N,圓柱體的體積是4×10-4m3
(5)用圖示實驗數(shù)據(jù)測出鹽水的密度是1.1×103kg/m3.(g取10N/kg)

分析 (1)根據(jù)F=G-F比較浮力的大小,從實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)與物理有關(guān)的問題;
(2)對實驗現(xiàn)象分析、推理后猜想;
(3)運用控制變量法,找出不變的量和變化的量,確定浮力與變化量之間的關(guān)系;
(4)根據(jù)F=G-F求浸沒時在水中時F浮力大小,因為V=V,根據(jù)阿基米德原理可求V;
(5)根據(jù)阿基米德原理,求出物體浸沒在水排開水的體積,因在水中和鹽水中排開液體的體積相等,再求出液體的密度.

解答 解:(1)圖乙、丙、丁、戊彈簧測力計的示數(shù)分別為3.4N、1N、1N、0.6N,由F=G-F,F(xiàn)浮戊>F浮丙=F浮丁>F浮乙,從所給的情景可以提出:浮力的大小與什么因素有關(guān)?
(2)通過對實驗現(xiàn)象的分析發(fā)現(xiàn):乙、丙中物體排開液體的體積不同,故猜想是:浮力大小與排開液體的體積有關(guān)(或比較丁、戊,猜想:浮力大小與排開液體的密度有關(guān));
(3)分析圖甲、乙、丙,根據(jù)F=G-F,物體受到的浮力大小不同,物體排開液體的密度不變,改變的是物體排開液體的體積,說明浮力的大小與排開液體的體積有關(guān);
(4)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力大小F=G-F=5N-1N=4N;
圓柱體的體積V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{{{10}^{3}kg/m}^{3}×10N/kg}$=4×10-4m3
(5)圓柱體浸沒在鹽水中時受時的浮力F浮鹽=G-F示鹽=5N-0.6N=4.4N,
所以鹽水的密度ρ鹽水=$\frac{{F}_{浮鹽}}{gV}$=$\frac{4.4N}{10N/kg{{×10}^{-4}m}^{3}}$=1.1×103kg/m3
故答案為:(1)浮力的大小與什么因素有關(guān)?
(2)浮力大小與排開液體的體積有關(guān)(或浮力大小與排開液體的密度有關(guān));
(3)排開液體的體積;
(4)4;4×10-4;
(5)1.1×103

點評 本題涉及影響浮力大小因素、阿基米德原理、測液體的密度、控制變量法等知識,考查科學探究中的提出問題的能力和猜想能力.

練習冊系列答案
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(2)將礦石放到天平的左盤,通過加減砝碼和移動游碼使天平再次平衡,得到礦石的質(zhì)量是46.8g.
(3)用量筒測量礦石的體積,礦石的密度ρ=2.6×103kg/m3
(4)“先測礦石的體積,再測礦石的質(zhì)量”的操作,會導致得到的密度值偏大(選填“大”或“小”),原因是礦石上會沾有水,會使測得的質(zhì)量偏大,由公式ρ=$\frac{m}{V}$知,密度測量結(jié)果偏大.

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