Question

8．小明在探究影响浮力大小因素的实验中，先在空气中测出圆柱体的重力，如图甲，然后将圆柱体分别逐渐浸入水和盐水中，他测得圆柱体浸在水中和盐水中受到的浮力F₁和F₂，浮力与圆柱体浸入水和盐水中的深度h的对应数据如表：

次数	1	2	3	4	5	6
h/cm	2	4	6	8	10	12
F1/N	0.2	0.4	0.6	0.6	0.6	0.6
F2/N	0.22	0.44	0.66	0.66	0.66	0.66

（1）第1次实验时弹簧测力计在水中的示数为1.2N；
（2）利用表中数据，在图乙中画出F₁-h图线；
（3）分析图象，小华认为物体在水中受到的浮力与物体浸入水的深度有关，你不同意（同意/不同意）他的观点，理由：物体排开液体的体积不同；
（4）小明分别用水和盐水做了同样的实验，这样做的目的是为了探究液体密度对浮力大小的影响，此实验中用到的盐水密度为1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据物体浸没在水中时重力与拉力、浮力之和相等算出拉力．
（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来．
（3）探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系，应控制液体种类、物体排开液体的体积相等，控制物体浸入水中的深度不同．
（4）保持排开液体的体积不变，改变物体的密度，测出浮力后，可探究出浮力与液体密度的关系；根据阿基米德原理导出式和公式推导来计算盐水密度．

解答 解：（1）物体浸没在水中时，由表格中数据第1次实验可知浮力为0.2N，由图甲可知重力为1.4N，所以弹簧测力计的拉力为：F_拉=G-F_浮=1.4N-0.2N=1.2N．
（2）由表格中的数据，描点连线，即可得F₁-h图线，如图所示．
（3）要验证物体受到的浮力是否与物体浸入液体的深度有关，根据可知控制变量法可知利用同种液体，并且物体排开液体的体积应相同，圆柱体未完全浸入时排开液体的体积不同，所以不同意小明的观点．
（4）分别用水和盐水做实验，控制了物体排开液体的体积一定，改变了液体的密度，所以是研究浮力和液体密度的关系；
根据阿基米德原理：F_浮=G_排=ρ_液gV_排
得：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$
因为浸没在水中和浸没在盐水中V_排相等，
所以有：$\frac{{F}_{浮盐水}}{{ρ}_{盐水}g}$=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$
代入数据：$\frac{0.66N}{{ρ}_{盐水}×10N/kg}$=$\frac{0.6N}{1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$
解得：ρ_盐水=1.1×10³kg/m³．
故答案为：（1）1.2．
（2）如图所示．

（3）不同意；物体排开液体的体积不同．
（4）水和盐水的密度不同，由阿基米德原理可知，浮力会不同，所以是为了探究液体的密度对浮力大小的影响；1.1×10³．

点评 浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，同种液体中，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，当物体完全浸没时，受到的浮力将不变；排开的液体体积相同，受到的浮力大小还与液体的密度有关，此题考查了称重法测浮力及对实验数据的分析和描点法图象的画法．