Question

20．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，請你根據小明的實驗探究回答下列問題：
（1）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與液體密度的關系．
（2）小明對A、B、C、D四個步驟進行了觀察研究，發(fā)現浮力的大小有時與深度有關，有時與深度又無關．對此正確的解釋是：浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關．
（3）根據A與E兩圖的數據，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為2.4 N；通過實驗計算出鹽水的密度為1.2×10³ kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）掌握影響浮力大小的因素，判斷兩圖中改變的量和不變的量，得出影響浮力的因素；
（2）根據公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V_排的關系；
（3）根據F_浮=G-F計算出在水中和鹽水中受到的浮力，根據V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計算出物體的體積，根據ρ_液=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$計算出鹽水的密度；
或根據在水中和在鹽水中排開液體的體積相等列出關系式求出鹽水的密度．

解答 解：（1）C與E兩圖，排開液體的體積不變，液體的密度不同，所以是研究浮力與液體密度的關系；
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關；
（3）由AD知，浸沒在水中時的浮力F_浮=8N-6N-2N；由AE知，浸沒在鹽水中時的浮力F_浮鹽水=8N-5.6N-2.4N，
由題意知，在水和鹽水中都處于浸沒狀態(tài)，則排開液體的體積相等，則：$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮鹽水}}{{ρ}_{鹽水}g}$，
代入數據得：$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{2.4N}{{ρ}_{鹽水}×10N/kg}$，
解得：ρ_鹽水=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）液體密度；（2）增大； 無關；（3）2.4；1.2×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應用，同時考查了有關浮力公式的應用，在（3）中確定V_排相等是解決此題的關鍵．