Question

【題目】在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時(shí)，老師為同學(xué)們做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn).根據(jù)探究過程及相關(guān)數(shù)據(jù)：

（1）分析圖_____，說明浮力大小跟液體密度有關(guān)；

（2）分析圖①②③，說明浮力大小跟物體_____有關(guān)

（3）分析圖①③④，說明浮力大小跟物體浸沒在液體中的_____無關(guān)；

（4）根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可計(jì)算出金屬塊的體積為_____m3；金屬塊的密度為_____kg/m3；鹽水的密度為_____kg/m3。

（5）小麗在家中做“測量物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在既沒有天平，也沒有量筒的情況下，利用家里一個(gè)喝水的圓柱形玻璃杯、適量的水和細(xì)針，又找了一把刻度尺，根據(jù)浮力知識也測出了一個(gè)木塊的密度。請你將她的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：

①在玻璃杯中裝入適量的水，用刻度尺測出杯中水的深度為h1；

②_____，用刻度尺測出此時(shí)水面的高度h2；

③用細(xì)針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為h3；

④若水的密度為ρ水，小木塊密度的表達(dá)式：ρ木=_____。（用測量的物理量和已知量的符號表示）

⑤若考慮在步驟③時(shí)細(xì)針體積對實(shí)驗(yàn)的影響，則測出小木塊的密度將_____。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】④⑤ 排開液體的體積 深度 1×10-4 4×103 1.2×103 將木塊輕放入玻璃杯中，待它漂浮時(shí) 偏小

【解析】

（1）要探究浮力和液體密度的關(guān)系，就要控制物體排開液體的體積相等，而液體的密度不同，④和⑤中，物體均浸沒，排開液體的體積均等于物體自身的體積，④中液體為水，⑤中液體為酒精，液體的密度不同，符合題意；

（2）分析①②③可知：液體均為水，探究過程中控制了液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，說明浮力和物體排開液體體積有關(guān)；

（3）分析①③④可知，液體都為水，液體的密度相同，物體排開液體的體積相同，物體在水中的深度不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同，說明浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；

（4）由圖①可知金屬塊的重力G=4N，由圖③可知金屬塊浸沒在水中受到的拉力F1=3N，金屬塊浸沒在水中受到的浮力：F浮水=G-F1=4N-3N=1N，金屬塊的體積V=V排=，金屬塊的密度；

由圖⑤可知金屬塊在鹽水中受到的拉力F2=2.8N，金屬塊在鹽水中受到的浮力：F浮鹽水=G-F2=4N-2.8N=1.2N，金屬塊浸沒在鹽水中排開鹽水的體積等于金屬塊的體積，根據(jù)阿基米德原理得到鹽水的密度ρ鹽水=；

（5）在玻璃杯中裝入適量的水，用刻度尺測出杯中水的深度為h1；

將小木塊放入玻璃杯中，小木塊漂浮在水面上，待靜止時(shí)，用刻度尺測出此時(shí)水面的高度h2；

用細(xì)針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為h3；

設(shè)玻璃杯的底面積為S，小木塊漂浮在水面上，浮力等于重力，F浮=G，根據(jù)阿基米德原理可知F浮=ρ水gV排=ρ水gS(h2-h1)，所以G=ρ水gS(h2-h1)，小木塊的質(zhì)量m木=，小木塊的體積V木=S(h3-h1)，小木塊的密度ρ木=；

若考慮在步驟③時(shí)細(xì)針體積對實(shí)驗(yàn)的影響，測量小木塊的體積變大，根據(jù)可知測出小木塊的密度變小。