Question

3．小明探究“影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)過程及有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg．

（1）如圖⑥所示實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力為0.8N．
（2）由圖②、③、④所示實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：在液體密度相同時(shí)，物體所受浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)．
（3）由圖④、⑤所示實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體浸沒在液體中時(shí)，所受浮力的大小與深度無關(guān)．
（4）小明由圖③、⑦所示實(shí)驗(yàn)，他就得出物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)的結(jié)論．他的分析過程是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，你判斷的理由是沒有控制排開液體的體積相同．
（5）由圖中提供的數(shù)據(jù)，可以求出鹽水的密度為1.125×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F_浮=G-F_拉求出物體浸沒在水中時(shí)受的浮力，物體全部浸沒在水中時(shí)浮力大小和深度無關(guān)；
（2）掌握影響浮力大小的因素，判斷兩圖中改變的量和不變的量，得出影響浮力的因素；
（3）浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，要注意是否是在控制其他變量的情況下，研究了浮力與液體密度的關(guān)系；
（4）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出在水中和鹽水中受到的浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計(jì)算出物體的體積，根據(jù)ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$計(jì)算出鹽水的密度．

解答 解：（1）由①④兩圖可以讀出，物體重力G=5N，物體全部浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F_拉=4.2N，
物體全部浸沒在水中時(shí)的浮力F_浮=G-F_拉=5N-4.2N=0.8N，因?yàn)槲矬w全部浸沒在水中時(shí)浮力大小和深度無關(guān)，所以圖⑥所示實(shí)驗(yàn)中物體所處的深度雖然增加了，但是浮力不變?nèi)詾?.8N；
（2）由圖②、③、④所示實(shí)驗(yàn)可知，液體的密度相同，排開液體的體積不同，物體所受的浮力大小不同，所以得出的結(jié)論是：在液體密度相同時(shí)，物體所受浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)；
（3）物體浸沒在液體中，探究和深度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制液體密度、排開液體體積相同，深度不同，符合要求的是④⑤兩圖；
（4）浮力的大小除與液體的密度有關(guān)外，還與物體排開的液體體積有關(guān)，在乙、丙實(shí)驗(yàn)中沒有對(duì)物體排開液體的體積進(jìn)行控制，導(dǎo)致結(jié)論不準(zhǔn)確；
（5）由①④知，浸沒在水中時(shí)的浮力F_浮=5N-4.2N=0.8N；
由①⑦知，浸沒在鹽水中時(shí)的浮力F_浮′=5N-4.1N=0.9N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.8N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10^-4m³，
鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.9N}{10N/kg×0.8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.125×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.8；（2）排開液體的體積；（3）④、⑤；（4）錯(cuò)誤；沒有控制排開液體的體積相同；（5）1.125×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了有關(guān)浮力公式的應(yīng)用，在（5）中確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．