Question

16．小剛同學(xué)用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．下圖表示探究的過程及有關(guān)數(shù)據(jù)． 
（1）分析②、③、④，說明浮力大小跟排開液體的體積有關(guān)．
（2）分析①④⑤，說明浮力大小跟液體的密度有關(guān)．
（3）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是4.4N．
（4）根據(jù)圖中的實驗數(shù)據(jù)，該金屬塊的密度是2.4×10³kg/m³．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）探究浮力與物體排開液體體積的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體密度相同而排開液體的體積不同，由圖示根據(jù)F_浮=G-F分析解答；
（2）分析圖示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象得出結(jié)論；
（3）物體重力與測力計示數(shù)示數(shù)之差是物體受到的浮力；
（4）根據(jù)G=mg求出質(zhì)量，根據(jù)F_浮=G_排=ρ_液gV_排，求出體積，再利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求其密度．

解答 解：
（1）由圖②③④可知，液體的密度相同而物體排開液體的體積不同，物體排開液體的體積越大，彈簧測力計示數(shù)越小，由F_浮=G-F可知物體受到的浮力越大，由此可得：浮力大小跟排開液體中的體積有關(guān)；
（2）探究浮力大小與液體的密度有關(guān)時應(yīng)控制排開液體的體積相同，液體密度不同；
由圖可知，由①④⑤所示實驗分析可說明說明浮力大小跟液體的密度有關(guān)；
（3）由圖可知，物體的重力G=12N，物體浸沒在酒精中時測力計示數(shù)為7.6N，
則所受的浮力是：F_浮=G-F=12N-7.6N=4.4N；
（4）根據(jù)G=mg可得，金屬塊質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg，
圖④中金屬塊浸沒在水中時，測力計示數(shù)為7N，由F_浮=G_排=ρ_液gV_排得金屬塊體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{12N-7N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³，
所以金屬塊的密度為：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.4×10³kg/m³．
故答案為：（1）排開液體的體積；（2）①④⑤；（3）4.4；（4）2.4×10³．

點(diǎn)評 本題是探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實驗，實驗應(yīng)用控制變量法分析圖示實驗即可解答，還考查了物體密度的計算，關(guān)鍵知道物體浸沒時V_物=V_排．