Question

17．探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)．
小宇用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F和物體A的下表面浸入水中的深度h，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7
h/cm	0	2	4	6	8	10	12
F/N	4.5	4	3.5	3	2.5	2.5	2.5

（1）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出物重為4.5N，物體浸沒在水中時(shí)，所受的浮力為2N；
（2）物體A浸沒在水中之前，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨A的下表面浸入水中深度的增加而減小，說明浮力與排開液體的體積（選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關(guān)，由表中數(shù)據(jù)還可知浸沒在水中的物體所受的浮力與它浸沒在水中的深度無關(guān)；
（3）物體A的密度為2.25×10³kg/m³．
（4）小宇再將物體A浸沒在濃鹽水中，如圖乙所示，比較物體A在水中第5次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和濃鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，說明浸沒在液體中的物體所受的浮力與液體的密度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）由表格可知，當(dāng)h=0時(shí)，彈簧秤的示數(shù)即是物體的重力，當(dāng)物體完全浸沒時(shí)F不變，由表格可知h=8cm后完全浸沒，由稱重法可求浮力；
（2）根據(jù)浮力公式F_浮=ρ_液gV_排，可知浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)，探究浮力與物體浸入液體內(nèi)的深度關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度和排開液體的體積不變；
（3）由物體浸沒在水中的浮力可求出物體的體積，由表格可知物體重力，再由密度公式可求物體的密度；
（4）由圖乙所示，比較物體A在水中第5次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和濃鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，可知物體排開液體的體積相同，說明浮力與液體密度的關(guān)系．

解答 解：（1）由表格可知，h=0時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于重力，故G=4.5N；物體浸沒在液體中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，故F_示=2.5N，F(xiàn)_浮=G-F_示=4.5N-2.5N=2N；
（2）物體A浸沒在水中之前，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨A的下表面浸入水中深度的增加而減小，液體密度不變，改變物體排開液體的體積，排開體積越大，F(xiàn)越小，物體所受浮力就越大，說明浮力與物體排開液體的體積有關(guān)；探究浮力與物體浸入液體內(nèi)的深度關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度和排開液體的體積不變，可以將物體完全浸沒后，再改變物體在液體中的深度，這樣很好地控制了液體的密度和排開液體的體積，由表格中的數(shù)據(jù)可知浸沒在水中的物體所受的浮力與它浸沒在水中的深度無關(guān)；
（3）物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.5N}{10N/kg}$=0.45kg，
物體的體積，由阿基米德原理，V=V_排水=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.45kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.25×10³kg/m³；
（4）小宇再將物體A浸沒在濃鹽水中，如圖乙所示，此時(shí)物體先后排開液體的體積相同，液體的密度不同，比較物體A在水中第5次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和濃鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，由F_浮=G-F_示可知，彈簧秤的示數(shù)越小，所受的浮力越大，說明浮力的大小與液體的密度有關(guān)．
故答案為：（1）4.5；2；（2）排開液體體積；無關(guān)；（3）2.25×10³；（4）與液體的密度有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查由稱重法測(cè)浮力，利用控制變量法探究浮力的大小與液體的體積，液體的密度的關(guān)系，以及求物體密度的計(jì)算，是一道綜合實(shí)驗(yàn)題．