Question

14．如图所示小明用弹簧测力计、圆柱体，分别装有一定量的水和盐水的3个相同的圆柱形容器，探究浮力的大小与哪些因素有关．
（1）分析图甲、乙、丙，说明物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关．
（2）可选用丙丁两图来研究浮力大小与液体密度是否有关．
（3）根据图示实验数据可得出盐水的密度是1.25×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）（2）根据称重法测浮力，F_浮=G-F_示，比较测力计示数，可判断所受浮力大小；
物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的密度和体积有关，研究浮力大小与其中一个因素的关系时，要控制另一个因素不变，根据图中分析回答；
（3）根据称重法测浮力，F_浮=G-F_示，分别求出物体浸没在水中和盐水中所受的浮力大小，因排开液体的体积不变，根据根据阿基米德原理求出盐水的密度．

解答 解：（1）根据称重法测浮力，F_浮=G-F_示，分析图甲、乙、丙可知，物体排开液体的体积相同，而排开液体的体积不同，因乙丙中测力计示数不同，故受到的浮力不同，说明物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关．
（2）研究浮力大小与液体密度是否有关，应控制排开液体的体积相同，改变排开液体的密度，故可选用丙丁两图来研究浮力大小与液体密度是否有关．
（3）由甲丙两图，根据称重法测浮力，物体在水中受到的浮力：
F_浮=G-F_示=10N-6N=4N，
根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排，
V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{{ρ}_{水}g}$----①；
浸没在盐水中时受到的浮力：
F′_浮=G-F′_示=10N-5N=5N，
根据阿基米德原理，F′_浮=ρ_盐水gV_排，
V_物=V_排=$\frac{{F′}_{浮}}{{ρ}_{盐水}g}$=$\frac{5N}{{ρ}_{盐水}g}$----②；
由①②得：ρ_盐水=$\frac{5}{4}$ρ_水=$\frac{5}{4}$×1×10³kg/m³=1.25×10³kg/m³．
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）丙、丁；（3）1.25×10³．

点评 本题探究浮力的大小与哪些因素有关，考查称重法测浮力及控制变量法和阿基米德原理的运用．