Question

5．如圖甲是“探究浮力大小”的實(shí)驗(yàn)過程示意圖．

（1）實(shí)驗(yàn)步驟A和E可以測(cè)出物塊排開的水所受重力G_排，步驟D和B可以測(cè)出物塊浸沒在水中受到的浮力F_浮，比較F_浮與G_排，可以得到浮力的大下坡跟物體排開水所受重力的關(guān)系．
（2）圖乙是物塊緩慢浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨浸入深度h變化的關(guān)系圖象，分析圖象，可得關(guān)于浮力大小的初步結(jié)論：
①物塊浸沒前：物體排開的液體體積越大，物塊所受的浮力越大．
②物塊浸沒后，所受的浮力大小與浸入深度無關(guān)．
③物體的密度為2.5×10³kg/m³．（g取=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中先測(cè)物塊的重力和空桶的重力，然后再把物塊沒入水中，測(cè)出物塊受到的浮力，最后再測(cè)出桶和溢出水的重力；
（2）乙圖中從浸入深度0-4cm過程，物體逐漸浸入水中，浸入深度4-12cm物體已全部浸入了水中，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)讀隨h的增大F不變的一段的示數(shù)，利用稱重法可計(jì)算出此時(shí)物體所受的浮力；從而分析在物體浸沒前后浮力與排開液體的體積關(guān)系；
由物體浸沒時(shí)的浮力計(jì)算物體的體積，由密度公式計(jì)算物體的密度．

解答 解：
（1）圖甲中，由A可知空桶的重力為1N，由E可知排開水和桶的總重為2.2N，則G_排=G_總-G_桶=2.2N-1N=1.2N；
由B可知物體的重力為3N，由D可知物體浸在水中時(shí)的拉力為1.8N，則F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
比較F_浮與G_排可得，浮力大小跟物體排開的水所受重力大小相等．
（2）①物體未浸入水中時(shí)h=0，從圖乙可讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體的重力G=3N．在未完全浸入時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，則浮力逐漸增大由圖知物體浸入水中位置時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.8N，所以物體所受的浮力F_浮=3N-1.8N=1.2N；物塊浸沒前，物體排開的液體體積越大，物塊所受的浮力越大；
②由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)有一段隨h的增大而不變（浸沒后），故可得出：浸沒在液體中的物體所受浮力大小與它所處深度無關(guān)．
③物體浸沒時(shí)浮力為1.2N，由F_浮=ρ_液V_排g得：
V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水g}}$=$\frac{1.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10^-4m³，
所以物體密度：
ρ_物=$\frac{{m}_{物}}{{V}_{物}}$=$\frac{{G}_{物}}{{V}_{物}g}$=$\frac{3N}{1.2×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）E；B；（2）①物體排開的液體體積越大；②浸入深度；③2.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生結(jié)合圖象對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合分析的能力和阿基米德原理公式及密度公式的應(yīng)用，屬于中等題．