Question

6．小明用如圖1的裝置探究浮力大小，步驟B至E用水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟F用鹽水．

（1）他在認(rèn)識(shí)浮力時(shí)，用細(xì)繩綁住圓柱體后懸掛于測(cè)力計(jì)掛鉤上，手向上托物體時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)減小，將物體浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)也減小，說明水對(duì)物體產(chǎn)生了一個(gè)類似于手向上托物體的力，這種物理研究方法叫類比法．
（2）分析步驟B、C、D，說明浮力的大小與排開液體體積有關(guān)．分析步驟D、F，說明浮力大小與液體的密度有關(guān)．
（3）由步驟B和D可測(cè)出圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力F_浮，由步驟A和E可測(cè)出圓柱體排開水的重力G_排，比較F_浮與G_排得出兩者的關(guān)系．
（4）圖2是將另一底面積為25cm²的圓柱體物塊豎直緩慢浸入某液體中，得到測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體底面在液體中的深度h的變化關(guān)系圖．分析圖象可知，液體密度為1.2×10³kg/m³．
（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）常用的物理學(xué)研究方法有：控制變量法、等效替代法、模型法、比較法、類比法、轉(zhuǎn)換法等，是科學(xué)探究中的重要思想方法．
（2）影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開液體的體積，要探究浮力和其中一個(gè)因素的關(guān)系，就要采用控制變量法控制另外一個(gè)因素一定；比較B、C、D；D、F實(shí)驗(yàn)，找出相同因素和不同因素，結(jié)合控制變量法的思想復(fù)習(xí)判斷．
（3）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出受到的浮力；根據(jù)G_排=G_桶和水-G_桶求出G_排，比較F_浮與G_排的大��；
（4）根據(jù)圓柱體底面在液體中的深度判斷得出物體的重力和浸沒時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出受到的浮力；根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$計(jì)算出液體的密度．

解答 解：（1）水對(duì)物體產(chǎn)生了一個(gè)類似于手向上托物體的力，這種物理研究方法是類比法；
（2）分析步驟B、C、D，液體的密度相同，物體在液體中浸沒的深度改變的同時(shí)，其排開液體體積是變化的，可得出浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大；
分析步驟D、F，排開液體的體積相同，液體的密度不同，可得出浮力的大小與排開液體密度有關(guān)；
（3）由圖B知：G=3N，由圖D知：圓柱體浸沒在水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)F=1.8N，所以F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
由圖A知：G_桶=1N，由圖E知：G_桶和水=2.2N，則G_排=G_桶和水-G_桶=2.2N-1N=1.2N；
所以F_浮=G_排；
（4）由圖象可知：圓柱體底面在液體中的深度h=0時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)為重力的大小，所以物體重力G=3N；
當(dāng)圓柱體底面在液體中的深度大于4cm，測(cè)力計(jì)示數(shù)不變?yōu)?.8N，即物體已經(jīng)浸沒在液體中，所以，
物體排開液體的體積為V_排=25cm²×4cm=100cm²=0.01m³，浮力F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
由F_浮=ρ_液gV_排得：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.2N}{0.01{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）類比法；（2）排開液體體積；密度；（3）D；A；F_浮=G_排；（4）1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及類比法、控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了有關(guān)浮力公式的應(yīng)用，在計(jì)算液體密度時(shí)確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．