Question

2．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，小紅同學的實驗步驟如圖甲所示，她在彈簧測力計下懸掛一圓柱體，當圓柱體下表面與水面向平時開始緩慢下降，直到與溢水底接觸為止．

（1）該圓柱體的重力G=6N．
（2）圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=5N．
（3）比較實驗步驟（b）、（c）兩次的結果可知：圓柱體所受浮力的大小跟物體浸在液體的體積有關，實驗步驟c、d兩次的結果表明：浸沒在水中的圓柱體所受浮力的大小與浸沒的深度無關．
（4）小紅完成圖甲所示的實驗后，把水換成兩一種液體重復上述實驗，并根據實驗數據繪制了圖乙所示的彈簧測力計的示數F與物體下降高度h的關系圖象．該實驗圖象表明：圓柱體浸沒在這種液體中受到的浮力F′_浮=4N，該液體的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．
（5）甲、乙兩個實驗表明：浮力大小孩跟液體的密度有關．

Answer 1

分析 （1）根據圖a得出物體的重力大小；
（2）由圖a、c根據F浮=G-F得出所受浮力的大��；
（3）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關系；
比較c、d兩圖的不同點，得出浮力大小與物體浸沒的深度的關系；
（4）根據物體完全浸沒時測力計的示數及其重力求出浮力；
根據物體在兩種液體中排開液體的體積不變得出液體的密度；
（5）比較甲、乙兩個實驗可知：物體排開液體的體積相同，得出浮力大小跟液體密度有關．

解答 解：
（1）由a知，圓柱體的重力G=6N；
（2）由圖a、c知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）比較實驗步驟（b）、（c）兩次的結果可知，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數不同，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體的體積（物體排開液體的體積）有關；
由c、d兩圖可知，圓柱體完全浸沒，圓柱體浸沒的深度不同，測力計的示數不變，即所受浮力不變，表明：浸沒在水中的圓柱體所受浮力的大小與浸沒的深度無關；
（4）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由F_浮=ρ_液gV_排得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$，
則$\frac{5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{4N}{{ρ}_{液}×10N/kg}$；
解得：ρ_液=0.8×10³kg/m³；
（5）由甲、乙實驗知，兩實驗中物體浸在液體中的體積相同，液體的密度不同，物體受到的浮力不同，說明物體受到的浮力大小還根據液體的密度有關．
故答案為：（1）6；（2）5；（3）體積；c、d；（4）4；0.8×10³；（5）密度．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學生分析圖象和數據的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應用．