Question

14．如圖是“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，請根據(jù)圖示回答問題：
（1）由圖A以及圖B和C可知浸在液體中的物體所受的浮力大小跟浸在液體中的體積有關(guān)．
（2）由圖A以及圖C和D可知物體排開相同體積的液體時，浮力大小跟液體的密度有關(guān)．
（3）當(dāng)物體完全浸沒在水中時，物體上下表面所受壓力的差為3N．
（4）物體的密度是4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力大小與浸在液體中的體積關(guān)系，需使液體的密度相同，浸在液體中的體積不同；
（2）要探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，需使液體的密度不同，浸在液體中的體積相同；
（3）物體上下表面所受的壓力差等于其所受浮力，根據(jù)圖A和圖C求出測力計的示數(shù)差，便可得浮力的大小；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排計算出物體浸沒在水中時的體積，便可得物體的體積，由圖A得出物體的重力，計算出其質(zhì)量，根據(jù)密度公式可計算出物體的密度．

解答 解：圖A說明物體在空中所測重力為12N，
圖B說明物體部分浸入在水中時所受浮力為12N-11N=1N，
圖C說明物體完全浸沒在水中所受浮力為12N-9N=3N，
圖D說明物體浸沒煤油中所受浮力為12N-9.6N=2.4N；
（1）求的是浸在液體中的物體所受的浮力大小跟浸在液體中的體積的關(guān)系，需控制液體的種類相同，物體浸入液體中的體積不同，由圖可知：圖B、C符合條件；
（2）探究“物體排開相同體積的液體時，浮力大小跟液體的種類”的關(guān)系，控制的相同量是物體排開液體的體積相同，不同的是液體的種類，由圖可知：圖C、D符合條件；
（3）浮力產(chǎn)生的原因是物體上、下表面受到的液體的壓力差，而圖C中，求出物體完全浸沒在水中時受到的浮力為3N，因此所求的壓力差為3N；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排得，物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³；
物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2kg}{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案為：
（1）B；C；（2）C；D；（3）3；（4）4×10³．

點評 浮力大小和液體的種類（密度）和排開液體的體積有關(guān)，在進行實驗探究時，要注意控制變量法的運用，探究浮力在初中物理中要求較高，用彈簧測力計來測浮力是基本方法之一．