Question

9．小明同學進行“探究浮力的大小與哪些因素有關”實驗的若干操作，如圖所示．

（1）若探究浮力大小與物體浸沒深度的關系，應選用的操作的順序是②③；若探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，應選用的操作是①②⑤．（填序號）．
（2）若把物快浸入水中進行8次實驗，在金屬圓柱體接觸容器底之前，記下金屬體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的拉力示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)如表（前8次）：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	14
F/N	6.75	6.25	5.75	5.25	4.5	4.5	4.5	4.5	4.96

從上面數(shù)據(jù)可知，金屬柱重6.75N；第3次實驗時，金屬圓柱受到的浮力大小為1N；據(jù)第1至5組實驗數(shù)據(jù)可知：物體浸沒水中前，浮力隨著深度的增大而增大；據(jù)第6至8組實驗數(shù)據(jù)可知：當物體完全浸沒在水中后，浮力的大小與深度無關．
（3）若選用的操作是圖中的②④⑥，可探究浮力的大小與液體密度是否有關．
（4）小明同學在第9次實驗中將同一塊金屬圓柱浸沒在未知液體中，記錄數(shù)據(jù)如表所示，則第9次實驗中液體的密度是1.79g/cm³．

Answer 1

分析 （1）浮力的大小可能跟液體的密度、物體排開液體的體積、物體浸沒到液體的深度有關，研究浮力大小的影響因素時，采用控制變量法；
（2）根據(jù)F_浮=G-F計算出物體所受的浮力；
（3）②④⑥中所示液體的密度不同，②④⑥，可探究浮力的大小與液體密度是否有關；
（4）根據(jù)圓柱體在水中受到的浮力大小求出圓柱體的體積，再根據(jù)圓柱體在未知液體中受到的浮力大小，根據(jù)浮力的變形公式及其未知液體的密度．

解答 解：
（1）研究浮力大小與物體浸沒的深度的關系，保持液體的密度、物體排開液體的體積相同，選擇實驗②③．探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，保持液體的密度相同，選擇實驗①②⑤．
（2）物體沒有浸入水中時，測力計的示數(shù)等于物體的重力，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，金屬柱重G=6.75N；
由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第3次實驗時，金屬圓柱受到的浮力大�。篎_浮=G-F=6.75N-5.75N=1N；
由表中第1至5組實驗數(shù)據(jù)可知：物體浸沒水中前，隨深度的增加，測力計示數(shù)越小，金屬圓柱體受到的浮力F_浮=G-F變大，由此可知，浮力隨著深度增加而變大；
由表中第6至8組實驗數(shù)據(jù)可知：當物體完全浸沒在水中后，隨盛大的增加，測力計示數(shù)不變，圓柱體受到的浮力F_浮=G-F不變，由此可知，浮力的大小與深度無關．
（3）實驗②④⑥的物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，可探究浮力的大小與液體密度的關系．
（4）圓柱體完全浸沒在水中受到的浮力是1N，根據(jù)公式F_浮=ρ_水gV_排得，排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{g{ρ}_{水}}$=$\frac{1N}{10N/kg×1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=1×10^-4m³，
根據(jù)1和9兩次實驗可得，圓柱體在未知液體中受到的浮力F_浮9=6.75N-4.96N=1.79N；
所以未知液體的密度：ρ_未知=$\frac{{F}_{浮9}}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.79N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.79×10³kg/m³=1.79g/cm³．
故答案為：（1）②③；①②⑤；（2）6.75；1；增大；無關；（3）液體密度；（4）1.79．

點評 本題考查探究影響浮力大小的因素，解答此題要掌握浮力大小的影響因素，掌握用控制變量法研究浮力大小的影響因素．