Question

15．小宇在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，用同一物體按如圖步驟實驗：

（1）分析圖1中的乙和丙兩圖，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）由圖1中彈簧測力計示數(shù)可得，物體浸沒在水中時受到的浮力是4 N；
（3）分析1中的丙和丁，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度沒有（選填“有”或“沒有”）關(guān)系；
（4）若要探究未浸沒前“浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度是否有關(guān)”的實驗；必須控制液體的密度和排開液體的體積不變，現(xiàn)有如圖2中A、B兩物體（密度均大于液體的密度）供你選擇，要選擇物體B進(jìn)行實驗才能完成該實驗探究；
（5）在圖1丙中，已知容器和水的總重為20N，容器的底面積為25cm²，則容器對水平桌面的壓強是9600Pa．

Answer 1

分析 （1）探究物體受到的浮力與物體排開液體體積的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度相等而物體排開液體的體積不同，分析圖示實驗情景即可正確解題；
（2）根據(jù)F_浮=G-F_拉求出浮力大��；
（3）研究浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的密度和體積不變，改變物體在液體中的深度；
（4）研究未浸沒前浮力的大小與物體在液體中的深度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的密度和體積不變，改變物體在液體中的深度；
（5）根據(jù)物體間力的作用是相互的求出物體對液體的壓力，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強．

解答 解：（1）由圖乙、丙所示實驗可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，且物體所受的浮力不同，所以乙、丙兩次實驗，是為了探究物體所受浮力大小與排開液體體積有關(guān)；
（2）物體浸沒在水中時受到的浮力F_浮=G-F_拉=5N-1N=4N；
（3）研究浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的密度和體積不變，只改變深度的大小，所以，比較圖丙和圖丁可知，浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度沒有關(guān)系；
（4）研究未浸沒前浮力的大小與物體在液體中的深度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的密度和體積不變，改變物體浸入液體中的深度；
物體B是一個長方體，能保證浸入液體中的體積不變的同時，又能改變浸入液體中的深度；而物體A不能實現(xiàn)此目的；
（5）根據(jù)物體間力的作用是相互的可知，水給物體一個向上的浮力，物體就會給水一個向下的壓力，且大小相等，所以F_向下=F_浮=G-F_拉=5N-1N=4N，
容器對水平桌面的壓強P=$\frac{F}{S}$=$\frac{G+{F}_{向下}}{S}$=$\frac{20N+4N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9600Pa．
故答案為：（1）乙；丙；（2）4；（3）沒有；（4）排開液體的體積；B；（5）9600．

點評 此題主要是探究影響浮力大小的因素，實驗表明，浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．同時考查了壓強的計算，根據(jù)力的作用是相互的弄明白物體會給水一個向下的壓力是解決此題的關(guān)鍵．