Question

17．小敏同學(xué)用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．圖表示探究的過程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）分析圖中B、C、D，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）分析圖中D、E，說明浮力大小跟液體密度有關(guān)．
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是2.4N．
（4）物體的密度約為3.3×10³km/m³．
（5）實驗探究過程中，小敏采用的研究方法為控制變量法．

Answer 1

分析 （1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關(guān)系，從而得出結(jié)論；
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片；
（3）由圖A可知物體的重力，由圖E求出彈簧測力計對物體的拉力，然后根據(jù)稱重法求出物體在煤油中受到的浮力；
（4）由圖A和圖D求出物體在水中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出物體排開水的體積即為物體的體積，根據(jù)G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$求出物體的密度；
（5）物理學(xué)中對于多因素的問題常采用控制因素的辦法，把多個因素的問題變成多個單因素的問題，這種方法叫控制變量法．

解答 解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，
這說明：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，
由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，
因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關(guān)；
（3）由圖A可知，物體的重力G=10N，由圖E可知，物體浸沒在煤油中時，
彈簧測力計對物體的拉力F′=7.6N，
則物體受到的浮力F_浮=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
（4）由圖D可知，物體浸沒在水中時，彈簧測力計對物體的拉力F″=7N，
則物體受到的浮力F_浮′=G-F″=10N-7N=3N，
由F_浮=ρgV_排可得，物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
則物體的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{G}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{10N}{3N}$×1.0×10³kg/m³≈3.3×10³kg/m³；
（5）實驗探究過程中，小敏采用的研究方法為控制變量法．
故答案為：
（1）物體排開液體的體積；
（2）D、E；
（3）2.4；
（4）3.3×10³；
（5）控制變量法．

點評 本題考查了浮力大小的影響因素，采用了控制變量法，分析問題時找準(zhǔn)什么量在變，什么量不變．