Question

18．小磊利用一个弹簧测力、一个金属块、两个烧杯（分别装有一定量的水和某种液体），探究影响浮力大小的因素，探究过程如图所示，根据图中信息回答下列问题：
（1）分析比较乙、丙，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关
（2）分析比较丙、丁，说明浮力大小跟液体的密度有关（选填“质量”或“密度”）
（3）物体完全浸没在水中时所受的浮力是1N
（4）根据测量数据可知某液体的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）（2）物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关，实验探究时应采用控制变量法，即探究浮力大小与排开液体的体积有关时应控制液体的密度不变，改变物体排开液体的体积；探究浮力大小与液体密度有关时应控制物体排开液体的体积不变，改变液体的密度；
（3）由图甲可知金属块的重力，由图丙可知金属块浸没时弹簧测力计的示数，根据称重法求出受到的浮力；
（4）根据称重法求出金属块浸没在某液体时的浮力，根据阿基米德原理表示出金属块浸没时排开水和液体的体积，根据同一物体的体积相等得出等式即可求出液体的密度．

解答 解：
（1）要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟排开液体的体积有关，应控制液体的密度不变，改变排开液体的体积，由图可知乙、丙两图符合；
（2）分析比较丙、丁可知，金属块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关；
（3）由图甲可知，金属块的重力G=4N，
由图丙可知，金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3N，
则物体完全浸没在水中时所受的浮力：F_浮=G-F′=4N-3N=1N；
（4）由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″=3.2N，
则物体完全浸没在某液体中时所受的浮力：F_浮′=G-F″=4N-3.2N=0.8N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{液}g}$，
解得：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{0.8N}{1N}$×1.0×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³．
故答案为：（1）乙、丙；（2）密度；（3）1；（4）0.8×10³．

点评 本题考查了探究浮力大小与哪些因素有关的实验，利用好控制变量法和称重法求浮力是关键，要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．