Question

9．為了探究“浮力的大小跟什么因素有關(guān)”，小明用彈簧測力計、水、燒杯等器材做了如圖所示的實驗．
（1）通過A、B、C、三次實驗，可以得到浮力的大小與排開液體體積有關(guān)，通過C和D兩次實驗，可以得到浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)．
（2）該物體的密度ρ=3×10³kg/m³．
（3）通過分析B、C、D三次實驗，可以分析得到水對燒杯底的壓力大小關(guān)系是F_B＜F_C=F_D．

Answer 1

分析 應(yīng)用控制變量法分析圖示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象分析答題；應(yīng)用浮力公式求出金屬塊的質(zhì)量，然后由密度公式求出物體的密度．

解答 解：（1）通過A、B、C、三次實驗可知，物體排開液體的密度不變而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，排開液體體積越大，物體受到的浮力越大，由此得出的結(jié)論是：在液體密度一定時，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大．
通過C和D兩次實驗可知，物體排開液體的密度與體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，物體受到的浮力相同，由此可知：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)．
（2）由圖A所示實驗可知，物體的重力G=6N，由G=mg可知，物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg，
由圖AD所示實驗可知，物體浸沒在水中受到的浮力：F_浮=G-F=6N-4N=2N；
由F_浮=ρ_水gV_排可知物體體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
所以金屬塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
（3）比較B、C、D三次實驗可知：物體排開液體的體積V_B＜V_C=V_D，則燒杯內(nèi)水的深度：h_B＜h_C=h_D，根據(jù)F=pS=ρghS可知：水對燒杯底的壓力大小關(guān)系是F_B＜F_C=F_D．
故答案為：（1）排開液體體積；物體浸沒在液體中的深度；（2）3×10³；（3）＜；=．

點評 在本實驗中，牽扯到的變量一共有三個，物體排開液體的體積、液體的密度、物體浸沒的深度，因此，在探究過程中，控制變量法的運(yùn)用至關(guān)重要．同時，我們還應(yīng)明確在這三個因素中，物體浸沒的深度對浮力的大小是沒有影響的．稱重法表達(dá)式的運(yùn)用也在這一實驗的進(jìn)行中起到了重要的作用，是我們必須熟練掌握的．