Question

18．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測力計(jì)、圓柱體、兩個裝有適量水和鹽水的同樣的燒杯，對浸在液體中的圓柱體所受的浮力進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)裝置和每次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示．請按要求回答下列問題：

（1）比較圖甲、乙可知：乙圖中圓柱體受到的浮力的大小為0.6N．
（2）比較圖乙、丙，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（3）通過圖乙和戊的探究，不能得到浮力大小與液體密度是否有關(guān)，原因是沒有控制排開液體的體積相同．
（4）通過圖中數(shù)據(jù)可知：圓柱體的密度是1.5×10³kg/m³（取g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）由圖甲可知圓柱體的重力，由圖乙可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出圓柱體受到的浮力；
（2）物體所受浮力的大小與排開液體的體積和液體密度有關(guān)，應(yīng)用控制變量法分析圖示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題；
（3）探究浮力與液體密度的關(guān)系，液體的密度不同，其它量相同；
（4）圖丁可知圓柱體浸沒時彈簧測力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出圓柱體受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出排開水的體積即為圓柱體的體積，根據(jù)G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$求出圓柱體的密度．

解答 解：（1）由圖甲可知圓柱體的重力G=3N，由圖乙可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′=2.4N，
則圓柱體受到的浮力F_浮=G-F′=3N-2.4N=0.6N；
（2）比較圖乙、丙可知，物體排開水的體積不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，受到的浮力不同，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
（3）通過圖乙和戊可知，物體排開液體的密度不同，排開液體的體積不同，不能得到浮力大小與液體密度是否有關(guān)，原因是沒有控制排開液體的體積相同；
（4）由圖丁可知，圓柱體浸沒時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F″=1N，
則物體受到的浮力F_浮′=G-F″=3N-1N=2N，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$，
圓柱體的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}′}$ρ_水=$\frac{3N}{2N}$×1.0×10³kg/m³=1.5×10³kg/m³．
故答案為：
（1）0.6；
（2）物體排開液體的體積；
（3）沒有控制排開液體的體積相同；
（4）1.5×10³．

點(diǎn)評 本題考查了稱重法求浮力、利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論以及物體密度的計(jì)算，知道物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等較為關(guān)鍵．