Question

9．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們提出了如下的猜想：
A．可能與物體的密度有關(guān)
B．可能與物體浸入液體中的體積有關(guān)
C．可能與物體浸沒在液體的深度有關(guān)
D．可能與液體的密度有關(guān)
E．可能與物體的體積有關(guān)
為了驗(yàn)證上述猜想，小明利用下列器材做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．
器材：體積相等的鐵塊和銅塊，彈簧測(cè)力計(jì)，一杯水，一杯鹽水，細(xì)繩．
（1）在步驟⑦中，小明同學(xué)忘記讀取數(shù)據(jù)，則⑦中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.6N，此時(shí)銅塊在鹽水中受到的浮力為2.4N．
（2）分析比較步驟③④，可以驗(yàn)證猜想B是正確的；分析比較步驟④⑤，可以驗(yàn)證猜想C是錯(cuò)誤的．
（3）分析比較步驟①⑤與②⑥，可以驗(yàn)證猜想A是錯(cuò)誤（填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．
（4）分析比較步驟⑥⑦可以驗(yàn)證猜想D是正確的．
（5）某同學(xué)認(rèn)為利用步驟②和⑦可以測(cè)量出鹽水的密度，若步驟②中銅塊的重力用G表示，實(shí)驗(yàn)⑦中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)用F表示，銅塊的密度ρ，請(qǐng)你用以上的物理量表示出鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{G-F}{G}$ρ．

Answer 1

分析 （1）弄清楚彈簧測(cè)力計(jì)的量程和分度值，再讀數(shù)；根據(jù)F_浮=G-F求出浮力大��；
（2）應(yīng)用控制變量法分析圖③④所示實(shí)驗(yàn)與圖④⑤所示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，然后分析答題．
（3）分析①⑤與②⑥所示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題；
（4）探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相等而液體密度不同，分析圖示實(shí)驗(yàn)，然后答題；
（5）根據(jù)F_浮=G-F求出浮力，根據(jù)G=mg=ρgV求出銅塊的體積，再根據(jù)F_浮=ρ_鹽水gV_排求出鹽水的密度．

解答 解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0～5N，分度值為0.2N，圖②中銅塊的重為G=4N，圖⑦中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=1.6N，銅塊在鹽水中受到的浮力F_浮=G-F=4N-1.6N=2.4N；
（2）由圖③④所示實(shí)驗(yàn)可知，鐵塊浸入液體中的體積不同，鐵塊受到的浮力不同，由此可知，物體受到的浮力與物體浸入液體中的體積有關(guān)，由此可知，猜想B是正確的；
由圖④⑤所示實(shí)驗(yàn)可知，鐵塊排開水的體積相同而鐵塊浸沒在水中的深度不同，而鐵塊受到的浮力相等，由此可知，物體受到的浮力與物體浸沒在液體的深度無關(guān)，由此可知，猜想C是錯(cuò)誤的．
（3）由圖①⑤所示實(shí)驗(yàn)可知，鐵塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為3N-1N=2N，由圖②⑥所示實(shí)驗(yàn)可知，銅塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為4N-2N=2N，由圖⑤⑥所示實(shí)驗(yàn)可知，鐵塊與銅塊排開水的體積相等，因此由①⑤于②⑥所示實(shí)驗(yàn)可知，物體受到的浮力與物體的密度無關(guān)，故猜想A是錯(cuò)誤的．
（4）探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體的密度、排開液體的體積相同而液體密度不同，符合要求的是步驟⑥⑦；
（5）銅塊受的浮力：F_浮=G-F，銅塊排開水的體積：V_排=V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{G}{ρg}$，
根據(jù)F_浮=ρ_鹽水gV_排可知，鹽水的密度：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{G-F}{g\frac{G}{ρg}}$=$\frac{G-F}{G}$ρ．
故答案為：（1）1.6；2.4；（2）B；C；（3）錯(cuò)誤；（4）⑥⑦；（5）$\frac{G-F}{G}$ρ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和浮力的計(jì)算，應(yīng)用控制變量法分析圖示實(shí)驗(yàn)即可正確解題，本題難度不是很大．