Question

11．某實驗小組進行“探究物體所受浮力跟哪些因素有關(guān)”的活動．如圖所示．
（1）由第一步可知，鐵塊重力為5N．
（2）比較第二步和第三步可知，浸在液體中的物體受到的浮力大小，跟物體浸入液體的體積有關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（3）由圖可知，鐵塊浸沒在水中的浮力是1N．
（4）若給你一杯濃鹽水，利用本實驗器材，你如何測出濃鹽水的密度．寫出你的做法，用字母表示測量的物理量，并寫出密度表達式．

Answer 1

分析 （1）鐵塊的重力可以由彈簧測力計直接讀取，彈簧測力計讀數(shù)時，首先要認清分度值，然后看指針在什么位置，進行讀數(shù)；
（2）第二步和第三步，鐵塊浸入液體的體積不同，鐵塊的重力是一定的，根據(jù)F_浮=G-F_示，讀出彈簧測力計的示數(shù)，得出浮力和物體浸入液體體積的關(guān)系；
（3）根據(jù)F_浮=G-F_示求出鐵塊浸沒在水中時所受到的浮力；
（4）要測量鹽水的密度，可以根據(jù)浮力的計算公式F_浮=ρ_液V_排g得出ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$；
浮力可以根據(jù)F_浮=G-F_示得出；
關(guān)鍵是物體排開鹽水的體積，可以讓鐵塊分別浸沒在水和鹽水中，排開鹽水的體積就等于排開水的體積，根據(jù)F_浮=G-F_示求出鐵塊浸沒在水中受到的浮力，再根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$求出鐵塊排開水的體積，也就是排開鹽水的體積．

解答 解：（1）鐵塊的重力可以從彈簧測力計直接讀取，彈簧測力計的分度值是0.2N，指針在彈簧測力計5N上，彈簧測力計的示數(shù)即鐵塊的重力為5N；
（2）第二步彈簧測力計的示數(shù)為4.8N，鐵塊受到的浮力F₁=5N-4.8N=0.2N；第三步彈簧測力計的示數(shù)為4N，鐵塊受到的浮力F₂=5N-4N=1N；
兩步中，都是浸在水中，液體的密度一定，鐵塊浸入水的體積不同，浮力不同，也就說明了浮力的大小和物體浸入液體的體積有關(guān)；
（3）鐵塊浸沒在水中的浮力F₂=5N-4N=1N；
（4）用細線拴住鐵塊，掛在彈簧測力計的掛鉤上，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為G；讓鐵塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁；將細線拴住的鐵塊浸沒在鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為F₂．
先求出鐵塊浸沒在水中的浮力F_浮1=G-F₁；
鐵塊浸沒在水中時排開水的體積V_排1=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
鐵塊浸沒在鹽水中的排開鹽水的體積V_排2=V_排1=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
鐵塊浸沒在鹽水中的浮力F_浮2=G-F₂；
鹽水的密度ρ=$\frac{G-{F}_{2}}{\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}g}$=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}{ρ}_{水}$
故答案為：（1）5；（2）有關(guān)；（3）1；
（4）用彈簧測力計測量出鐵塊重力G；用彈簧測力計測量鐵塊浸沒在水中的示數(shù)F₁；用彈簧測力計測量出鐵塊浸沒在濃鹽水中的示數(shù)F₂；ρ=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}{ρ}_{水}$．

點評 此題考查的浮力大小的探究和浮力知識的應用；
難點在于根據(jù)浮力知識來測量鹽水的密度，這要求我們熟悉浮力的計算公式，并且用使用水的密度這一常量．