Question

【題目】小明利用如圖甲所示裝置，探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)。物體A（重12N）、燒杯、水、鹽水、細(xì)線等器材做影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)，下表是他記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物體A的狀態(tài)	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N
1	A的1/3體積浸在水中	10
2	A的1/2體積浸在水中	9
3	A浸沒在水中	6
4	A浸沒在水面下不同深度	6
5	A浸沒在鹽水中	5.4

（1）比較1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知浮力的大小與_______有關(guān)，分析第4次實(shí)驗(yàn)可知浮力的大小與_______無關(guān)。比較3，5次實(shí)驗(yàn)可知浮力的大小與_______有關(guān)。

（2）小紅發(fā)現(xiàn)，物體A浸沒在不同液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同。她又找來密度已知的多種液體，把物體A分別浸沒在不同液體中進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，繪制出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與液體密度ρ液的關(guān)系圖象如圖乙所示，則Fb＝_______N，ρa＝_______kg/m3。

Answer 1

【答案】排開液體的體積 浸沒的深度 液體的密度 12 2×103

【解析】

（1）由表格可知，影響浮力大小的因素有物體排開液體的體積、物體浸沒的深度、液體的密度，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法，利用控制變量法分析表格數(shù)據(jù)，找出相同量和不同量得出結(jié)論；

（2）由圖乙可知，液體的密度為零時(shí)，物體受到的浮力為零，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體A的重力；根據(jù)稱重法求出物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積即為物體A的體積，根據(jù)G＝mg求出物體A的質(zhì)量，根據(jù)ρ＝求出物體A的密度，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)物體A懸浮，液體的密度和物體A的密度相等。

（1）比較1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知，物體排開水的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，受到的浮力不同，故可得結(jié)論：浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)；

分析第4次實(shí)驗(yàn)可知，A浸沒在水面下不同深度時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，受到的浮力相同，故可得結(jié)論：浮力的大小與浸沒的深度無關(guān)；

比較3、5次實(shí)驗(yàn)可知，A排開水和鹽水的體積相同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，受到的浮力不同，故可得結(jié)論：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。

（2）由圖乙可知，液體的密度為零時(shí)，物體受到的浮力為零，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體A的重力，即Fb＝12N；

當(dāng)物體A浸沒在水中時(shí)受到的浮力：

F浮＝G﹣F′＝12N﹣6N＝6N，

因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，

所以，由F浮＝ρgV排可得，物體A的體積：

V＝V排＝，

由G＝mg可得，物體A的質(zhì)量：m＝，

則物體A的密度：

ρ＝＝=ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2×103kg/m3，

當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)物體A懸浮，液體的密度和物體A的密度相等，

則ρa＝ρ＝2×103kg/m3。