Question

18．如圖所示，是小明用彈簧測(cè)力計(jì)、圓柱體，兩個(gè)相同的燒杯，分別裝有一定量的水和鹽水，對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．其中甲、乙、丙是將掛在測(cè)力計(jì)下的物體逐漸浸入水中的情況，丁是將掛在測(cè)力計(jì)下的物體浸沒(méi)在鹽水中的情況，丁中浸入的深度與乙相同．測(cè)力計(jì)旁邊標(biāo)出了測(cè)力計(jì)的示數(shù)．（水密度為1.0×10³kg/m³）

（1）分析甲、乙、丙可知，浸入液體的物體所受浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)．
（2）要探究物體浸沒(méi)在液體中所受的浮力大小與深度是否有關(guān)，可選用乙、丙圖的裝置來(lái)進(jìn)行．
（3）物體浸沒(méi)在水中受到的浮力為2N．
（4）鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析圖示實(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．
（2）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，分析圖示實(shí)驗(yàn)，然后答題．
（3）根據(jù)稱重法，F(xiàn)_浮=G-F_示．
（4）由阿基米德原理求出浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積即物體的體積，根據(jù)稱重法求出在鹽水中的浮力，根據(jù)阿基米德原理求鹽水密度．

解答 解：（1）根據(jù)稱重法，F(xiàn)_浮=G-F_示，甲、乙實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，故受的浮力大小不同，由圖甲、乙所示實(shí)驗(yàn)可知，物體排開(kāi)液體的密度相同而排開(kāi)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(kāi)液體的體積有關(guān)．
（2）探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體密度與物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，由圖示實(shí)驗(yàn)可知，圖乙、丙所示實(shí)驗(yàn)中物體排開(kāi)液體的密度、物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同，可以選用圖乙、丙所示實(shí)驗(yàn)探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系．
（3）根據(jù)稱重法，物體浸沒(méi)在水中受到的浮力為：
F_浮=G-F_示=9N-7N=2N．
（4）由F_浮=ρ_水gV_排可知圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
物體在鹽水中受的浮力大�。�
F′_浮=G-F′_示=9N-6.6N=2.4N．
F′_浮=ρ_鹽水gV_排=ρ_鹽水gV知，
故鹽水的密度：
 ρ_鹽水=$\frac{{F′}_{浮}}{gV}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開(kāi)液體的體積；（2）乙、丙；（3）2；（4）2；1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題探究影響浮力大小因素，考查稱重法測(cè)浮力的方法、求物體的體積與密度和阿基米德原理及控制變量法的運(yùn)用．