Question

11．如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，请根据此图回答下列问题：

（1）物体受到的重力是4N；当物体A全部浸入水中，所受的浮力是1N；
（2）探究浮力大小与浸没深度的关系，应选①③④（填序号）；
（3）若选③⑤，可探究浮力的大小与液体密度的关系．
（4）若探究浮力大小与排开液体体积的关系，应选操作是①②③（或①②④）（填序号）．
（5）阿基米德原理的公式是：F_浮=G_排
（6）通过实验可知，物体的质量是0.4kg；物体的密度是4×10³kg/m³；（g取10N/kg；ρ_水=1.0×10³ kg/m³）

Answer 1

分析 （1）根据①读出A的重力；
掌握称重法浮力的计算，根据①、③的测力计示数由F_浮=G-F计算出浮力的大小；
（2）要探究浮力大小与物体浸没深度的关系，则需控制液体的密度相同，且浸没的深度不同；
（3）③、⑤分别求出物体在水和盐水中的浮力，又V_排相同，可得知浮力大小与液体密度的关系；
（4）要探究浮力大小与排开液体体积的关系，则应控制液体的密度相同，物体浸在液体中的体积不同；
（5）阿基米德原理：F_浮=G_排；
（6）根据m=$\frac{G}{g}$计算出质量的大小；
根据B完全浸没时的浮力计算出物体的体积，然后根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出物体的密度．

解答 解：（1）由①知，物体的重力G=4N，由③知，F=3N，所以F_浮=G-F=4N-3N=1N；
（3）③⑤两种情况排开液体的体积相同，液体的密度不同，浮力不同，可探究浮力大小与液体密度的关系；
（2）要探究浮力大小与物体浸没深度的关系，则需控制液体的密度相同，且浸没的深度不同，所以应选择①③④两图；
（4）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，则应控制液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，所以应选择①②③或①②④；
（5）阿基米德原理的公式是：F_浮=G_排；
（6）m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg；
当物体完全浸没时的浮力为1.0N，根据F_浮=ρ_液gV_排得：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.0×10^-4m³
则ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{1.0×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案为：（1）4；（2）①③④；（3）液体密度； （4）①②③（或①②④）；（5）F_浮=G_排；（6）0.4； 4×10³．

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了称重法浮力的计算，阿基米德原理、密度公式及控制变量法的应用，同时还考查了有关图象的分析，综合性较强．