Question

4．小明同學在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗．請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題．

（1）BCDE四種情況下，B圖中金屬塊所受到的浮力最小．
（2）做B、C兩次實驗，是為了探究浮力大小與排開液體體積的關(guān)系．
（3）做CD兩次實驗，是為了探究浮力的大小與物體浸沒深度是否有關(guān)．
（4）在小明實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實驗數(shù)據(jù)，可以計算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）金屬塊在液體中受到重力、浮力和彈簧測力計拉力的作用，在數(shù)值上重力=浮力+拉力，則F_浮=G-F，重力相同，拉力越大，則浮力越�。�
（2）分析BC所示實驗，根據(jù)實驗所控制的變量與實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論．
（3）探究物體受到的浮力與物體浸沒深度是否有關(guān)，應控制液體密度相等而物體浸沒深度不同，分析圖示實驗情景即可正確解題．
（4）根據(jù)稱重法求出物體的所受的浮力，在根據(jù)浮力的計算公式求出物體的體積，根據(jù)稱重法求出物體在鹽水中的所受的浮力，最后根據(jù)F_浮=ρgV_排公式變形求出鹽水的密度．

解答 解：（1）物體浸入液體中，物體的重力=浮力+拉力，物體受到的浮力越小，彈簧測力計的示數(shù)越大，由圖示實驗數(shù)據(jù)可知，B圖中金屬塊受到的浮力最�。�
（2）由圖CD所示實驗可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，CD兩次實驗，是為了探究物體所受浮力大小與排開液體體積有關(guān)．
（3）由圖BC所示實驗可知，金屬塊排開液體的密度都相同，只有物體浸沒深度不同，因此該實驗是為了探究浮力大小與物體浸沒深度是否有關(guān)．
（4）物體浸沒在水中所受浮力大小為8N-6N=2N，根據(jù)公式F_浮=ρgV_排得：
V_排水=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
物體浸沒在鹽水中所受浮力大小為F'_浮=8N-5.6N=2.4N，
因為都是浸沒，所以V_排水=V_排鹽水=2×10^-4m³，
根據(jù)公式F'_浮=ρ_鹽水gV_排鹽水得：
ρ_鹽水=$\frac{{F'}_{浮}}{g{V}_{排鹽水}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³；
故答案為：（1）B；（2）排開液體體積；（3）CD；（4）1.2×10³．

點評 此題主要是探究影響浮力大小的因素，實驗表明，浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，應用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．