Question

19．小明用彈簧測力計、圓柱體、兩個相同的容器，分別裝有一定量的水和鹽水，對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究，其裝置和彈簧測力計示數如圖所示．

（1）分析圖甲、乙、丙，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關．
（2）為了探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關系，可選擇丙、丁兩圖進行對比觀察．
（3）分析丁、戊兩圖，說明浮力的大小與液體密度有關．
（4）在小明實驗的基礎上，根據有關實驗數據，可以計算出鹽水的密度為1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析甲、乙、丙中相同的量和不同的量，利用控制變量法得出結論；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關系，應控制物體排開液體的體積和液體的密度不變，改變浸沒的深度不同；
（3）分析丁、戊兩圖中相同的量和不同的量，利用控制變量法得出結論；
（4）由圖甲可知物體的重力，由丁、戊兩圖可知彈簧測力計的示數，根據稱重法求出物體在水和鹽水中受到的浮力，根據阿基米德原理分別表示出物體排開液體的體積，根據物體排開液體的體積相等得出等式即可求出鹽水的密度．

解答 解：（1）由圖甲、乙、丙可知，物體排開水的體積不同，彈簧測力計的示數不同，物體受到的浮力不變，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關；
（2）探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關系，應控制物體排開液體的體積和液體的密度不變，改變浸沒的深度不同，丙、丁兩圖符合；
（3）由丁、戊兩圖可知，物體排開液體的體積不變，液體的密度不變，彈簧測力計的示數不變，受到的浮力不變，說明浮力的大小與液體的密度有關；
（4）由圖甲可知物體的重力G=5N，由圖丁可知彈簧測力計的示數F′=1N，由圖戊可知彈簧測力計的示數F″=0.6N，
則物體在水中受到的浮力F_浮=G-F′=5N-1N=4N，物體在鹽水中受到的浮力F_浮′=G-F″=5N-0.6N=4.4N，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{鹽水}g}$，
則鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{4.4N}{4N}$×1.0×10³kg/m³=1.1×10³kg/m³．
故答案為：
（1）物體排開液體的體積；
（2）丙、�。�
（3）液體的密度；
（4）1.1×10³．

點評 本題探究影響浮力大小的因素，涉及到二力平衡的條件、阿基米德原理、稱重法、測液體的密度等，會根據控制變量法分析實驗得出結論是關鍵．