Question

7．小明將一重物掛在彈簧測力計下端，先后浸沒在水和鹽水中，如圖，則石塊在水中所受浮力為1N；從圖中還可看出石塊所受浮力的大小與液體的密度有關，若剪斷圖乙中的細線，石塊將下沉（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”），鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據稱重法F_浮=G-F′求出石塊在水中所受浮力；
（2）在甲、乙兩圖中，排開液體的體積相同，液體的密度不同，受到的浮力不同，據此得出結論；
（3）物體的浮沉取決于受到的重力和浮力的大小，當重力大于浮力時物體下沉．
（4）求出了小石塊受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石塊的體積；利用稱重法求小石塊受到鹽水的浮力，再利用阿基米德原理求鹽水的密度．

解答 解：（1）石塊在水中所受浮力：
F_浮=G-F=3N-2N=1N；
（2）由甲和乙圖可知，
石塊在鹽水中受到的浮力：
F_浮′=G-F′=3N-1.8N=1.2N，
F_浮≠F_浮′，物體排開液體的體積相同而液體的密度不同，物體受到的浮力不同，
由此可知，浮力的大小與液體的密度有關；
（3）若剪斷圖中的細線時，受到的重力3N大于受到的浮力1.2N，
由于：F_浮＜G，所以石塊將下沉；
（4）由（1）知道石塊浸沒在水中所受到的浮力F_浮=1N，
浮力：F_浮=ρ_水V_排g，
石塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由乙圖可知，石塊受到鹽水的浮力：
F_浮′=3N-1.8N=1.2N，
浮力：F_浮′=ρ_鹽水V_排g，
則鹽水的密度：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：1；密度；下沉；1.2×10³．

點評 本題考查了浮力的計算和物體的浮沉條件，同時考查了學生利用控制變量法分析數據得出結論的能力，會用稱重法測浮力、知道浮力大小的影響因素是本題的關鍵