Question

19．在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗時，一組同學(xué)根據(jù)生活經(jīng)驗提出了如下猜想：
A．浸在液體里的物體受到的浮力大小可能跟深度有關(guān)； 
B．浸在液體里的物體受到的浮力大小可能跟排開液體的體積有關(guān)；
C．浸在液體里的物體受到的浮力大小可能跟液體的密度有關(guān)．
實驗桌上有如下器材：量程符合實驗要求的彈簧測力計一個，一個大水槽里盛有足夠深的水，體積相同的若干鉤碼．該組同學(xué)所做的實驗過程如圖所示．
（1）鉤碼浸沒在水中時受到的浮力是0.2N；
（2）比較d、e，可知猜想A是錯誤的；
（3）比較b、c、d，可知猜想B是正確的；
（4）該鉤碼的密度是2.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）由圖a可知鉤碼的重力，由圖d或圖e可知鉤碼浸沒時彈簧測力計的示數(shù)，利用稱重法求出鉤碼受到的浮力；
（2）探究浸在液體里的物體受到的浮力大小跟深度的有關(guān)時，應(yīng)控制其它因素不變，改變鉤碼浸沒的深度；
（3）分析比較b、c、d可知鉤碼排開水的體積不同、彈簧測力計的示數(shù)不同即受到的浮力不同，據(jù)此判斷浸在液體里的物體受到的浮力大小與排開液體體積之間的關(guān)系；
（4）根據(jù)阿基米德原理求鉤碼浸沒時排開水的體積，即鉤碼的體積，根據(jù)鉤碼的重力可求質(zhì)量，根據(jù)密度公式可求密度．

解答 解：
（1）由圖a可知鉤碼的重力G=0.5N，由圖d或圖e可知鉤碼浸沒時彈簧測力計的示數(shù)F′=0.3N，
則鉤碼浸沒在水中時受到的浮力：F_浮=G-F′=0.5N-0.3N=0.2N；
（2）由d和e可知，鉤碼排開水的體積相同，彈簧測力計的示數(shù)相同，即鉤碼受到的浮力相同，
而鉤碼浸沒的深度不同，這說明浸在液體里的物體受到的浮力大小與深度無關(guān)，故猜想A錯誤；
（3）由b、c、d可知，鉤碼浸入水中的體積不同即排開水的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，
則鉤碼受到的浮力不同，說明浸在液體里的物體受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)，故猜想B正確．
（4）已知鉤碼的重力G=0.5N，鉤碼浸沒在水中時受到的浮力：F_浮=0.2N；
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物 可得鉤碼的體積：
V_物=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$-
該鉤碼的密度：
ρ=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{0.5N}{0.2N}$×10³kg/m³=2.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.2；（2）d、e；（3）B；（4）2.5×10³kg/m³．

點評 本題考查了探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗及阿基米原理和密度的測量，利用好控制變量法和稱重法測浮力是解題的關(guān)鍵．