Question

9．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题．

（1）该实验所用测量浮力的方法叫做称重法．根据A与C两图所示的实验数据可知，物体浸没在水中所受的浮力为2N；
（2）根据A、B、C三图所示的实验现象，可以探究排开液体的体积与浮力大小的关系，结论是当液体密度相同时，排开液体的体积越大，浮力越大．
（3）根据A、C、D三图所示的实验现象，可以证明：物体浸没在水中的深度与浮力大小无关；
（4）根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据称重法可知，物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在液体中弹簧测力计的示数；
（2）分析图A、B、C可知，物体排开液体的体积不同，并根据测力计的示数变化得出究浮力与V_排的关系；
（3）分析A、C、D三图，物体都是完全浸没，浸没的深度不同，根据测力计的示数可知浮力与物体浸没在水中深度的关系；
（4）根据物体浸没在水中的浮力由V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体的排开水体积，都是完全浸没，V_排相同，然后由ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$计算出盐水的密度．

解答 解：（1）分别测出物体在空气和液体中的重力，由F_浮=G-F便可求出浮力的大小，这种方法叫做称重法；
由图A知，G=8N，由图C知，完全浸没时F=6N，则完全浸没在水中的浮力：F_浮=G-F=8N-6N=2N；
（2）A、B、C三幅图，物体都是浸在水中，液体的密度相同，排开水的体积不同，是探究浮力与排开液体体积的关系；测力计的示数不同，且V排越大，测力计的示数越小，即所受浮力越大，可知当液体密度相同时，排开液体的体积越大，浮力越大；
（3）A、C、D三图，物体浸没在水中的深度不同，但测力计的示数相同，可知浮力大小相同，可得浮力大小与物体浸没在水中的深度无关；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排得，物体排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
由A、E知，在盐水中受到的浮力：F_浮′=8N-5.6N=2.4N，在水和盐水中排开液体的体积相同，所以：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案为：（1）称重法；2；（2）排开液体的体积；液体密度；排开液体的体积；（3）深度；（4）1.2×10³．

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，在（4）中确定V_排相等是解决此题的关键．