Question

2．為探究影響浮力大小的因素，小明用量程是0-5N的彈簧測力計做了如圖所示的實驗．

（1）當物體逐漸浸入水中，水對物體底面的壓強將逐漸變大；
（2）物體浸沒在水中所受的浮力大小為0.6N；
（3）比較圖B和圖C可知，物體排開水的體積越大，受到的浮力越大；
（4）比較圖C和圖D可知，物體所受浮力的大小與液體密度有關．
（5）根據以上實驗數(shù)據，可以計算出酒精的密度為0.83×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）當物體逐漸浸入水中時，物體底面所處的深度變大，根據p=ρgh可知水對物體底面的壓強變化；
（2）物體在空氣中時彈簧測力計的示數(shù)即為物體的重力，根據彈簧測力計的分度值讀出物體浸沒在水中時的示數(shù)，根據F_浮=G-F′求出受到的浮力；
（3）比較圖B和圖C中物體排開水的體積不同時彈簧測力計示數(shù)的關系，然后得出結論；
（4）要探究物體所受浮力的大小與液體密度時，應控制排開液體的體積相同，改變液體的密度；
（5）根據F_浮=G-F′求出物體浸沒在酒精中時受到的浮力，根據阿基米德原理表示出物體排開水和酒精的體積，根據物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等得出等式即可求出酒精的密度．

解答 解：（1）當物體逐漸浸入水中時，物體底面所處的深度變大，
由p=ρgh可知，水對物體底面的壓強變大；
（2）由圖A可知，物體的重力G=4.8N，
由圖C可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，測力計的示數(shù)F′=4.2N，
則物體浸沒在水中所受的浮力：F_浮=G-F′=4.8N-4.2N=0.6N；
（3）由圖B和圖C所示實驗可知，物體排開水的體積越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，由F_浮=G-F_示可知，物體受到的浮力越大；由此可知，物體排開水的體積越大，受到的浮力越大；
（4）要探究物體所受浮力的大小與液體密度時，應控制排開液體的體積相同，改變液體的密度，圖C和圖D符合要求；
（5）由圖D可知，物體浸沒在酒精中時，彈簧測力計的示數(shù)F″=4.3N，
則物體浸沒在酒精中時受到的浮力F_浮′=G-F″=4.8N-4.3N=0.5N，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，物體的體積：V=V_排水=V_排酒精，
由F_浮=ρgV_排可得：$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{酒精}g}$，
則酒精的密度：
ρ_酒精=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{0.5N}{0.6N}$×1.0×10³kg/m³≈0.83×10³kg/m³．
故答案為：（1）變大；（2）0.6；（3）大；（4）C；（5）0.83×10³kg．

點評 本題考查了液體壓強公式、稱重法求浮力、彈簧測力計的讀數(shù)以及阿基米德原理的應用，要注意控制變量法在實驗中的應用，同時知道物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．