Question

19．小明同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時(shí)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)探究回答下列問(wèn)題．

（1）在圖A中，用細(xì)線系住物塊A掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，物塊A受到重力和彈簧秤對(duì)它的拉力作用．由圖可知物塊A的重力是8N．
（2）在C與E兩圖中，保持了排開(kāi)液體的體積不變，研究浮力與液體密度的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用公式F_浮=G-F_拉可求物體浸沒(méi)在鹽水中所受的浮力為2.4N．
（3）小明對(duì)ABCD四個(gè)步驟進(jìn)行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān)，有時(shí)與深度又無(wú)關(guān)．對(duì)此正確的解釋是浮力的大小隨著排開(kāi)水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒(méi)在水中后排開(kāi)水的體積相同，浮力的大小與深度無(wú)關(guān)．
（4）在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，在空氣中受到的拉力和重力是一對(duì)平衡力，據(jù)此可知物體的重力等于彈簧秤的拉力，由彈簧秤示數(shù)可知物體的重力；
（2）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；根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出在水中和鹽水中受到的浮力；
（3）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V排的關(guān)系；
（4）根據(jù)在水中和在鹽水中排開(kāi)液體的體積相等列出關(guān)系式求出鹽水的密度；或根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計(jì)算出物體的體積，根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$計(jì)算出鹽水的密度．

解答 解：（1）圖A中，物體A受到重力和彈簧秤對(duì)它的拉力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，二力是一對(duì)平衡力，大小相等；由彈簧秤示數(shù)可知，物體A的重力G=F_拉=8N；
（2）C與E兩圖，排開(kāi)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(guān)系；
由A圖知，物體的重力為8N，由E圖知，物體浸沒(méi)在鹽水中時(shí)彈簧秤的拉力為5.6N，F(xiàn)_浮=G-F_拉=8N-5.6N=2.4N，所以在鹽水中受到的浮力為2.4N；
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開(kāi)水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒(méi)在水中后排開(kāi)水的體積相同，浮力的大小與深度無(wú)關(guān)；
（4）由AD知，浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力F_浮=8N-6N-2N；
由題意知，在水和鹽水中排開(kāi)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(shù)據(jù)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）彈簧秤；8；（2）液體密度；F_浮=G-F_拉；2.4；（3）增大； 無(wú)關(guān)；（4）1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了有關(guān)浮力公式的應(yīng)用，在（3）中確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．