Question

5．小明同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗，請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題．

（1）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與液體密度的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所示的實驗數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為2.4N．
（2）小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關(guān)，有時與深度又無關(guān)，下列能正確表示鐵塊所受浮力與浸入深度關(guān)系的是D

（3）在小明實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實驗數(shù)據(jù)，可以計算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）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因素的關(guān)系，就要采用控制變量法控制另外一個因素一定；由此進行解答；由“稱重法”可以測出物體在水中受浮力的大�。�
（2）在鐵塊逐漸浸人水中過程中，隨著排開液體體積的增大，浮力是逐漸增大的，但是在鐵塊浸沒于水中時，排開液體體積不再變化，同樣浮力也不發(fā)生變化，故可以選出答案．
（3）根據(jù)F_浮=G-F計算出在水中和鹽水中受到的浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計算出物體的體積，根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$計算出鹽水的密度．

解答 解：（1）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與排開液體密度的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所標(biāo)的實驗數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力F_浮鹽=G-F=8N-5.6N=2.4N；
（2）在鐵塊逐漸浸入水中的過程中，隨著排開液體體積的增大，浮力也逐漸增大，但在鐵塊完全浸沒于水中時，物體排開液體的體積不再發(fā)生變化，那么浮力也將不變．所以從圖象中我們可以看出只有D選項符合題意．
（3）由AD知，浸沒在水中時的浮力F_浮水=8N-6N=2N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³．
由F_浮鹽=ρ_鹽水gV_排得：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮鹽}}{{V}_{排}g}$=$\frac{2.4N}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）液體密度；2.4；（2）D；（3）1.2×10³．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時考查了有關(guān)浮力公式的應(yīng)用，在（3）中確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．