Question

9．鄭小楚同學想要探究“影響浮力大小的因素”，于是他利用彈簧測力計、燒杯、水和酒精等實驗器材進行如圖甲所示的實驗，并且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了石塊從一開始到完全浸沒在水中時受到的浮力F_浮隨浸入液體的體積V變化的圖象（如圖乙所示）．請根據(jù)圖示信息回答下列問題．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）
   
（1）石塊全部浸沒在水中時，受到的浮力為0.4N；
（2）根據(jù)圖乙我們可以得出結論：浸入水中的物體所受到的浮力隨著它浸入液體體積的增大而增大．
（3）如圖甲所示，將石塊浸沒在酒精中后，彈簧測力計的示數(shù)增大，石塊所受到的浮力減小，由此可知，酒精的密度小于（選填“大于”或“小于”）水的密度．
【拓展】
①石塊的體積是4×10^-5m³；
②石塊的密度為ρ=2.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法計算浮力的大�。�
（2）根據(jù)圖象分析；
（3）浮力的大小與物體排開的液體的體積和液體的密度有關；
①②利用阿基米德原理計算出排開水的體積，即石塊的體積，因石塊的重力已知，則根據(jù)G=mg=ρVg即可石塊的密度．

解答 解：
（1）由圖可知，石塊在空氣中的重力為1N，石塊全部浸沒在水中時，測力計的示數(shù)為0.6N，則石塊受到的浮力為：F_浮=G-F′=1N-0.6N=0.4N；
（2）由圖象可知，浮力與物體排開水的體積的圖象為一過原點的傾斜直線，這說明：浸入水中的物體所受到的浮力隨著它浸入液體體積的增大而增大；
（3）將石塊浸沒在酒精中后，彈簧測力計的示數(shù)增大，由F_浮=G-F_示可知，則石塊受到的浮力會減小，在物體排開液體的體積不變的情況下，由阿基米德原理可知，液體的密度越小，受到的浮力越小，故酒精的密度要小于水的密度；
①根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排得，石塊排開水的體積為：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.4×10^-4m³，
②石塊浸沒在水中，則V_石=V_排，
根據(jù)G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得G=ρVg，
所以石塊的密度：ρ=$\frac{G}{{V}_{石}g}$=$\frac{1N}{0.4×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.4；（2）增大； （3）減小；小于；①4×10^-5；  ②2.5×10³．

點評 本題綜合考查稱重法和阿基米德原理的應用，所以本題也是測定石塊的密度的一種方法．