Question

13．小明用一個彈簧測力計、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．下圖所示為探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù)：
（1）分析圖A、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D、E，說明浮力大小跟液體的密度有關(guān)；
（3）金屬塊完全浸在煤油中所受的浮力是2.4N；
（4）根據(jù)圖中五個實驗提供的信息，小明認為可以直接或間接地得到多個物理量的數(shù)值，請你寫出其中的三個物理量及其數(shù)值（格式見示例，重抄示例不給分．已知水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）：
示例：①金屬塊的質(zhì)量m=1kg（填數(shù)值帶單位）
②金屬塊完全浸沒在水中時排開水的體積V_排=300ml（填數(shù)值帶單位）
③浸在水中的浮力F_浮=3N（填物理量及其數(shù)值帶單位）

Answer 1

分析 （1）觀察圖A、B、C、D，浸在同種液體中，改變的是排開液體的體積，由控制變量法解答；
（2）由控制變量法可知，要探究浮力與液體密度的關(guān)系，需要控制排開液體的體積不變；
（3）由稱重法可求浮力；
（4）結(jié)合題意解答．

解答 解：（1）圖A、B、C、D中金屬塊排開水的體積逐漸增大，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，因此說明浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）要想探究浮力與液體密度的關(guān)系，應控制物體排開液體的體積不變，因此D和E符合這一要求；
（3）金屬塊完全浸在煤油中所受的浮力是F_浮=G-F_拉=10N-7.6N=2.4N；
（4）①金屬塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{m}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg；
②金屬塊完全浸沒在水中時排開水的體積V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{10N-7N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³=300cm³；
③還可以求出的物理量有：金屬塊完全浸在水中所受的浮力F_浮力=3N；金屬塊的重量G=10N；金屬塊的體積V=300ml；金屬塊的密度ρ_金屬=3.3×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）D、E；（3）2.4；（4）①1kg；②300cm³；③金屬塊完全浸在水中所受的浮力F_浮力=3N．

點評 本題主要考察浮力與那些因素有關(guān)，以及可求的一些物理量，具有一定的拓展性，很好的一道題．