Question

19．小華同學在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，在彈簧測力計下懸掛一圓柱體物塊，當圓柱體物 塊下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到與燒杯底接觸為止，如圖1所示：

（1）根據(jù)（a）圖可知，圓柱體物塊的質量m=0.6kg；
（2）分析（a）（c）兩圖可知，圓柱體物塊浸沒在水中時所受浮力F_浮=5 N；
（3）分析b、c兩圖可得出，浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
（4）比較（c）（d）兩圖可得出：當圓柱體浸沒在水中時，所受浮力不隨深度改變；
（5）小華完成左圖所示的實驗后，把水換成另一種液體重復上述實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出右圖所示的彈簧測 力計拉力 F 隨物體下降高度 h 變化的圖象（圖2），那么物體浸沒在這種液體中受到的浮力 F _浮′=4N，這 表明浸在液體中的物體所受浮力的大小還跟液體密度有關．
（6）綜合分析上述實驗可知，所用的另一種液體的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖a得出圓柱體的重力大小，然后根據(jù)公式G=mg求出圓柱體的質量；
（2）由圖c及a根據(jù)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；
（4）根據(jù)浮力大小與排開液體體積的關系得出結論；
（5）根據(jù)物體完全浸沒時測力計的示數(shù)及其重力求出浮力；
（6）根據(jù)（2）中求出的浮力，運用公式F_浮=ρ_液gV_排求出物體的體積，然后根據(jù)（5）中的浮力，運用公式F_浮=ρ_液gV_排求出液體的密度．

解答 解：
（1）由a圖知，G=6N；根據(jù)G=mg可得，圓柱體的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（2）由a、c兩圖可知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）由b、c兩圖可知，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數(shù)不同，可得出：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
（4）由c、d兩圖可知，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數(shù)不變，浮力大小不變，即物體所受浮力不隨深度改變；
（5）由圖2知，物體完全浸沒在液體中時測力計的示數(shù)為2N，
則物體浸沒在這種液體中受到的浮力：F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由實驗知，浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟液體的密度有關；
（6）由F_浮=ρ_水gV_排可得，圓柱體體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³；
由F_浮=ρ_液gV_排可得，另一種液體的密度ρ_液=$\frac{{{F}_{浮}}^{′}}{{V}_{排}g}$=$\frac{4N}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.6；（2）5；（3）b、c；（4）深度；（5）4；液體密度；（6）0.8×10³．

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(shù)據(jù)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．