Question

小剛同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯（分別裝有一定量的水和鹽水），對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究，如圖所示探究過(guò)程及有關(guān)數(shù)據(jù)．（g取10N/kg）

（1）分析②、③、④，說(shuō)明浮力大小跟

物體排開(kāi)液體的體積

有關(guān)；
（2）物體完全浸沒(méi)在鹽水中所受的浮力是

2.3

N；
（3）根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該金屬塊的密度是

2.5×10³

kg/m³，鹽水的密度是

1.15×10³

kg/m³．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)②、③、④中都是水，只是物體浸入液體的程度不同，也就是排開(kāi)液體的體積不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，據(jù)此來(lái)進(jìn)行回答；
（2）應(yīng)通過(guò)圖①⑤，利用稱重法來(lái)求出物體完全浸沒(méi)在鹽水中時(shí)所受的浮力大��；
（3）要想求金屬塊的密度，必須要測(cè)出它的體積與質(zhì)量，質(zhì)量可通過(guò)重力算出，體積則等于它的排水體積，利用浮力的公式也可以間接求出．鹽水的密度也可以根據(jù)排開(kāi)鹽水的質(zhì)量和對(duì)應(yīng)的鹽水的體積計(jì)算得出．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)②、③、④中液體是同種液體，只是物體排開(kāi)液體的體積越大，測(cè)力計(jì)的示數(shù)就越小，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（2）圖⑤中物體完全浸沒(méi)在鹽水中，此時(shí)的浮力F_浮鹽水=G-F_拉=5N-2.7N=2.3N；
（3）金屬塊的質(zhì)量m_金=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg；金屬塊的體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

G-F拉水

ρ水g

=

5N-3N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=2×10^-4m³；
金屬塊的密度ρ_金=

m金

V

=

0.5kg

2×10-4m3

=2.5×10³kg/m³；
金屬塊的體積也是它完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)鹽水的體積．
金屬塊排開(kāi)鹽水的質(zhì)量m_鹽水=

G排

g

=

F浮鹽水

g

=

2.3N

10N/kg

=0.23kg；
鹽水的密度ρ_鹽水=

m鹽水

V

=

0.23kg

2×10-4m3

=1.15×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開(kāi)液體的體積；
（2）2.3；
（3）2.5×10³；1.15×10³．

點(diǎn)評(píng)：稱重法的運(yùn)用、浮力大小與液體的密度的排開(kāi)液體的體積有關(guān)，這是本題中的基本考查點(diǎn)，真正的難點(diǎn)在于金屬塊密度和鹽水密度的求法．整體的思路依然是從公式入手，想辦法間接求出質(zhì)量和體積，再用公式求密度．主要用到了浮力的公式、阿基米德原理、等效替代法等，有一定的挑戰(zhàn)性，也值得我們學(xué)習(xí)和掌握．