Question

10．小明在探究“影響浮力大小的因素”時，做了如圖所示的實驗，請根據(jù)他的實驗回答下列問題．（已知ρ_水=1.0×10³kg/m³）
觀察彈簧測力計的示數(shù)，由分析可得：物體A完全浸沒在水中時受到的浮力大小為1N．通過比較B與C初步得出浮力的大小與深度有關(guān)，但他通過比較CD兩圖否定了自己的結(jié)論，進而得出浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)，通過比較C與E兩圖可知浮力的大小與液體密度有關(guān)．
【拓展】E燒杯中鹽水的密度為2.4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F_浮=G-F，由彈簧測力計的示數(shù)確定物體受到的浮力大小，結(jié)合控制變量法，找出不變的量和變化的量，從而確定浮力大小與變化量之間的關(guān)系；
（2）根據(jù)F_浮=G-F求出在水中的浮力，再根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出排開水的體積，即在液體中排開液體的體積，根據(jù)F_浮=G-F求出在液體中的浮力，再根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排求出液體密度．

解答 解：（1）A圖中，彈簧測力計示數(shù)即為物體重力的大小，G=8N；
A物體浸沒在水中時所受的浮力F_浮=G-F=8N-7N=1N；
比較C、D兩圖能夠說明物體浸沒在同種液體中，浸沒在液體中的深度不同，彈簧測力計示數(shù)相同，故得出結(jié)論：所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；因此他通過比較CD兩圖否定了自己的結(jié)論，
比較CE兩圖可知，物體排開相同體積的液體時，彈簧測力計示數(shù)不同，則所受浮力大小與液體密度有關(guān)；
（2）已經(jīng)求得A物體浸沒在液體中時所受的浮力F_浮=1N
由AE可知，物體在鹽水中的浮力F_浮′=G-F′=8N-5.6N=2.4N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體排開水的體積V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由${F}_{浮}^{′}$=ρ_鹽水gV_排得：
液體密度：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.4×10³kg/m³．
故答案為：1；CD；排開液體的體積；液體密度；2.4×10³．

點評 此題是“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，考查了控制變量法的應(yīng)用，稱重法浮力的求法，同時考查了阿基米德原理的應(yīng)用，通過題目應(yīng)該學(xué)習(xí)測量物體密度的一種方法．