Question

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

（1）由A与D图可知，物体浸没在水中所受的浮力为2N，物体A的体积2×10^-4m³，根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为2.4N．在B与D两图中，保持了液体的密度不变，研究浮力与排开液体的体积的关系；根据C与E两图所标的实验数据，当排开液体体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大．
（2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关．对此正确的解释是浮力的大小与排开液体的体积有关，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度无关．．

Answer 1

分析 （1）根据F_浮=G-F计算出在水中受到的浮力；根据阿基米德的变形公式V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体A的体积；同理根据F_浮=G-F计算出在盐水中受到的浮力；掌握影响浮力大小的因素，判断两图中改变的量和不变的量，得出影响浮力的因素；根据控制变量法的要求分析图示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出结论；
（2）根据公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力与V_排的关系．

解答 解：（1）由A、D图可知，根据F_浮=G-F=8N-6N=2N；
由F_浮=ρ_液gV_排可知，物体A的体积：V=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图可知，物体浸没在盐水中所受的浮力：F_浮′=G-F′=8N-5.6N=2.4N；
由B、D图所示实验可知，物体排开水的密度相同而排开水的体积不同，物体受到的浮力不同，排开水的体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大；由C、E图所示实验可知，当物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力就越大．
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度无关．
故答案为：（1）2；2×10^-4；2.4；排开液体的体积；C；E；大；（2）排开液体的体积；无关．

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，难度适中．