Question

如图所示，小华同学用一个弹簧测力计、一个铁块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和浓盐水）对浸在液体中的物体所受的浮力进行了下列探究．

（1）做

c、d

（选填字母）两个步骤的实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
（2）做（a）、（d）、（e）三个步骤的实验，是为了探究浮力大小与

液体密度

的关系；
（3）小华还想利用上述器材测出浓盐水的密度，应选择图中序号为

a、d、e

（选填字母）的步骤，可知浓盐水密度的表达式为：

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

（用图中给定的符号表示）．
（4）接着，小华换用一重为0.79N，体积为10cm³的铁块，仍用上述弹簧测力计和烧杯按（a）、（d）步骤的方法测量浮力的大小，你认为是否可行？

不可行

．理由是

弹簧测力计分度值为0.2N，无法准确测出拉力大小

．

Answer 1

分析：（1）探究浮力大小与深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸入液体的深度不同，分析图示实验找出符合要求的实验序号．
（2）分析a、d、e所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论．
（3）先测出物体的体积，然后测出物体在盐水中受到的浮力，然后根据浮力公式的变形公式求出盐水密度．
（4）根据测力计的分度值与量程分析能否完成实验．

解答：解：（1）由图c、d所示实验可知，液体密度、铁块排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，铁块受到的浮力不同，可以用c、d两个实验步骤探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关．
（2）由图示（a）、（d）、（e）三个步骤的实验可知，铁块排开水与盐水的体积相同，水与盐水的密度不同，铁块受到的浮力不同，由此可知，铁块受到的浮力与铁块排开液体的密度有关，因此利用（a）、（d）、（e）三个步骤的实验，是为了探究浮力大圩爱哦与液体密度的关系．
（3）由图a、d（或a、c）所示实验可以求出铁块浸没在水中受到的浮力，F_浮=F_a-F_d，∵F_浮=ρ_水gV_排，∴铁块的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

=

Fa-Fd

ρ水g

；由图a、e所示实验可知，铁块浸没在盐水中受到的浮力F_浮′=F_a-F_e，∵F_浮′=ρ_盐水gV_排，∴盐水的密度ρ_盐水=

F浮′

gV排

=

Fa-Fe

g× Fa-Fd gρ水

=

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

．
（4）铁块在水中受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×10×10^-6m³=0.1N，它浸没在水中时，弹簧测力计的示数F=G-F_浮=0.79N-0.1N=0.69N，由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，无法准确测出0.69N的力，因此用上述弹簧测力计无法测出浮力大小．
故答案为：（1）c、d；（2）液体密度；（3）a、d、e；

(Fa-Fe)ρ水

Fa-Fd

；（4）不可行；弹簧测力计分度值为0.2N，无法准确测出拉力大小．

点评：本题考查了探究影响浮力大小的因素、求液体的密度等问题，应用控制变量法分许图示实验即可正确解题；求液体密度时要注意等效替代法与浮力公式的应用．