Question

16．小明和小紅想探究“浮力大小與物體在液體中所處深度是否有關(guān)”：
（1）如圖，小明讓金屬塊從圖①到②位置，觀察到測(cè)力計(jì)示數(shù)變小，說(shuō)明金屬塊受到的浮力變大（都選填“變小”、“變大”），他得出：浮力大小與物體所處的深度有關(guān)．
（2）小紅讓金屬塊從圖③移動(dòng)到④位置，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相同，金屬塊所受浮力都為1.2N，她得出：浮力大小與物體所處的深度無(wú)關(guān)．
（3）從這兩個(gè)同學(xué)的不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？物體受到的浮力在物體未完全浸沒(méi)液體中時(shí)與物體所處的深度有關(guān)，完全浸沒(méi)在液體中的物體與所處的深度無(wú)關(guān)．
（4）若給你一杯濃鹽水，利用本實(shí)驗(yàn)器材，你如何測(cè)出濃鹽水的密度．寫出你的做法．（要用字母表示測(cè)量的物理量，寫出鹽水密度的表達(dá)式）

Answer 1

分析 （1）分析圖示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（2）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，分析圖示實(shí)驗(yàn)，然后答題；
（3）結(jié)合題意，由控制變量法解答；
（4）物體的重力與測(cè)力計(jì)拉力之差是物體受到的浮力，根據(jù)浮力公式求出物體的體積，根據(jù)浮力公式求出鹽水的密度．

解答 解：（1）由圖①、②所示實(shí)驗(yàn)可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)，物體所處的深度越深，排開液體的體積越大，浮力越大，彈簧秤示數(shù)越�。�
（2）由圖③、④所示實(shí)驗(yàn)可知，圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力，
F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
（3）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，由圖示②、③實(shí)驗(yàn)可知未完全浸沒(méi)時(shí)，浮力與浸沒(méi)的深度有關(guān)；圖③、④所示實(shí)驗(yàn)中物體排開液體的密度、物體排開液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度沒(méi)有無(wú)關(guān)系；
（4）由已知器材，實(shí)驗(yàn)用彈步驟如下，①、簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊重力G；
②、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在水中的示數(shù)F₁；
③、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在鹽水中的示數(shù)F₂；
物體浸沒(méi)在水中和浸沒(méi)在鹽水中排開液體的體積相同，
在水中受到的浮力，F(xiàn)_水浮=ρ_水gV_排=G-F₁①
在鹽水中受到的浮力，F(xiàn)_鹽浮=ρ_鹽水gV_排=G-F₂②
由$\frac{①}{②}$，$\frac{{ρ}_{水}g{V}_{排}}{{ρ}_{鹽水}g{V}_{排}}$=$\frac{G-{F}_{1}}{G-{F}_{2}}$，ρ_鹽水=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．
故答案為：（1）變小、變大；（2）1.2；（3）物體受到的浮力在物體未完全浸沒(méi)液體中時(shí)與物體所處的深度有關(guān)，完全浸沒(méi)在液體中的物體與所處的深度無(wú)關(guān)；（4）步驟如下，①、簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊重力G；
②、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在水中的示數(shù)F₁；
③、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在鹽水中的示數(shù)F₂；
鹽水密度的表達(dá)式，ρ_鹽水=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響浮力大小與物體在液體中所處深度的實(shí)驗(yàn)以及求物體的體積與密度問(wèn)題，要掌握稱重法和阿基米德原理測(cè)浮力的方法，具有一定的綜合性．