Question

5．在探究“影響浮力大小的因素”這一問(wèn)題時(shí)，同學(xué)們做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你從中選出一些圖，并通過(guò)分析彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，完成以下問(wèn)題．

（1）分析圖一中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出物體重4 N，第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力1 N；物體的密度為4×10³kg/m³
（2）分析圖中第1圖到第4圖，說(shuō)明浮力大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（3）分析圖中4，5，說(shuō)明浮力大小與液體密度有關(guān)；
（4）實(shí)驗(yàn)中，另一小組同學(xué)做出了彈簧秤A的拉力F與物體下表面所處深度h的關(guān)系的圖象，如圖二所示．從圖象可知，當(dāng)物體所處深度為8cm時(shí)，物體受到的浮力是1.5N．

Answer 1

分析 （1）物體的平衡狀態(tài)指的是靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在平衡狀態(tài)下物體所受的力是平衡力．由此可得圖一中物體重力；
由第4次實(shí)驗(yàn)，可計(jì)算物體受到的浮力大小，從而計(jì)算出物體的體積，再由密度公式計(jì)算物體的密度；
（2）（3）浮力與液體密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，所以探究中要運(yùn)用控制變量法分析得出結(jié)論；
（4）由圖二，用物體在空氣中的重力，減去當(dāng)h=8cm時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，就可以得到它受的浮力．

解答 解：（1）由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以是平衡狀態(tài)．由圖①可知物體受到的重力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力，所以G=F₁=4N；
第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)_浮=F₁-F₄=ρ_水gV_排，
所以物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{1}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，
物體密度：ρ=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{{F}_{1}}{\frac{{F}_{1}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}×g}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}-{F}_{4}}$×ρ_水=$\frac{4N}{4N-3N}$×ρ_水=4×10³kg/m³；
（2）浮力與液體密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，由第1圖到第4圖可知，物體浸入水中的體積逐漸增加，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸減小，即浮力逐漸增大，說(shuō)明浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（3）由4、5圖，物體都浸沒(méi)在液體中，排開(kāi)液體的體積相同，在水和鹽水中彈力測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，即受到的浮力不同，說(shuō)明浮力大小與液體的密度有關(guān)；
（4）觀察圖象可知，物體的重力為4.5N，物體下表面所處深度h=8cm時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N，故物體所受浮力為4.5N-3N=1.5N．
故答案為：（1）4；1；4×10³；（2）排開(kāi)液體的體積；（3）液體密度；（4）1.5．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，考查了平衡力、密度公式和和浮力的計(jì)算，要能從圖象得出有用的信息．注意根據(jù)圖示得出浮力的影響因素時(shí)要用好控制變量法．