Question

20．如圖甲是“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗過程示意圖．

（1）實驗步驟C和D可以探究浮力大小與物體排開液體的體積的關系；步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中時受到的浮力F_排，步驟A和E可以測出物體排開的水所受重力G_排；比較F_浮和G_排可以得出F_浮與G_排的關系．
（2）圖乙是物塊緩慢浸入水中時，彈簧測力計示數F隨浸入深度h變化的關系圖象．分析圖象，可發(fā)現：
①物塊浸沒前，浸入液體的深度越深，物塊所受的浮力越大；
②物塊浸沒后，所受的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關．
（3）此物塊的密度是2.5×10³kg/m³．
（4）同組的小麗用同樣的器材和方案重復小明的實驗，盡管進行了正確測量，可步驟E中的測力計示數為1.8N，原因可能是溢水杯的水沒裝滿．

Answer 1

分析 （1）分析圖示實驗，根據實驗控制的變量與實驗現象得出實驗結論；
（2）①探究浮力與物體浸沒前保持液體的密度不變，改變液體的深度，分析彈簧測力計的示數得出結論；
②探究浮力與物體浸入液體深度的關系，應控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，分析圖示實驗，然后答題；
（3）由阿基米德原理求出V_排，V_物=V_排；由公式G=mg求出質量，再由ρ=$\frac{m}{V}$求出物體的密度；
（4）若溢出杯沒裝滿水，則溢出水的體積會小于物體的體積．

解答 解：（1）由圖甲，BCD所示實驗可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關；
由稱重法可知，F_浮=G-F_示，步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中受到的浮力；步驟A和E可以測出物塊排開液體所受的重力，G排=G_桶+液-G_桶，可驗證阿基米德原理．
（2）①探究物塊浸沒前，由圖BC可知，物塊排開液體的密度相同，排開液體的體積越大，彈簧測力計的示數越小，由稱重法F_浮=G-F_示可知，物塊浸沒前，浸入液體的深度越深，物塊受到的浮力越大；
②探究浮力與物體浸入液體深度的關系，應控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，由圖示實驗可知，圖B、D所示實驗中物體排開液體的密度、物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，說明完全浸沒在液體中的物塊受到的浮力與浸沒在液體中的深度無關；
（3）由B知，G=3N，物塊的質量，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg；
由圖B、D知，F_浮=G-F_示=3N-1.8N=1.2N，
完全浸沒在水中的物塊，V_排=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10^-4m³，
物塊的密度，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{1.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³；
（4）根據阿基米德原理的內容可知：F_浮=G_排；
若溢水杯的水沒裝滿，則物體排開的水不能夠全部溢出，造成測量的G_排偏�。�
故答案為：（1）物體排開液體的體積；D；E；（2）①浸入液體的深度越深；②物體浸沒在液體中的深度無關；（3）2.5×10³；（4）溢水杯的水沒裝滿．

點評 本題主要考查了探究影響浮力大小因素實驗、求物體的體積與密度問題，要掌握稱重法測浮力的方法、應用浮力公式即可解題，應用控制變量法是正確解題的關鍵．