Question

【题目】小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。

（1）分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论：当液体的密度相同时，物体受到的浮力与________有关；分析比较实验序号甲、________可初步得出结论：物体所受浮力与浸没在液体中的深度________（选填“有关”或“无关”）.

（2）A物体浸没在盐水中所受的浮力是________N，实验中所使用的盐水密度是________kg/m3。

（3）小杨用图己所示的装置验证阿基米德原理，溢水杯中装满水，用升降台提升溢水杯的位置，使重物逐渐浸入水中。物体还未浸入水中时，A和B弹簧测力计的示数分别为GA和GB，当物体浸入水中后，A和B弹簧测力计的示数分别为GA′和GB′，若GA=10N，GB=0.5N，GA′=7N，GB′=3.4N，则物体受到的浮力为_______N，物体排开的液重为_______N，在误差范围内，这组数据_______（填“能”或者“不能”）验证阿基米德原理。

（4）小杨在—次实验时，溢水杯未装满水，就直接让重物浸入水中，这样测量的结果是 F浮______G排（填“＞”“＜”或者“=”）

（5）阿龙觉得他可以将弹簧测力计改制成一个密度计：将一个重物挂在弹簧测力计下，浸没待测液体中，物体不触碰容器。为了便于改装后读数，要求弹簧测力计的读数每变化1N，代表液体的密度变化1g/cm3，则这个物体的体积应当为_____________cm3.

Answer 1

【答案】物体排开液体的体积 丙、丁 无关 4.4 1.1×103 3 2.9 能 ＞ 100

【解析】

(1)[1]由图乙、丙所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同，根据甲乙丙图实验，由称重法测浮力，乙丙中物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与物体排开液体的体积有关；
[2][3]探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制排开液体的密度与物体排开液体的体积相同，只改变物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图甲、丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，由图丙丁实验，结合称重法，丙丁中物体受到的浮力相同，故物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关；
(2)[4]由称重法，A物体浸没在盐水中所受的浮力是：

F浮=G-F=5N-0.6N=4.4N；

同理，浸没在水中受到的浮力：

F浮=G-F′=5N-1N=4N；

由阿基米德原理：

F浮=ρ液gV排=ρ液gV物，

圆柱体的体积： 故有

盐水的密度：

；

(3)[5]由称重法求浮力可得物体受到的浮力为：

GA-GA′=10N-7N=3N；

[6]物体排开的液体重力为：

GB′-GB=3.4N-0.5N=2.9N；

[7]在误差范围内，可认为3N等于2.9N，即受到的浮力等于排开水的重力，这组数据能验证阿基米德原理；
(4)[8]溢水杯未装满水，就直接让重物没入水中，则排出水的重力偏小，这样测量的结果是F浮＞G排；
(5)[9]设液体的密度分别为ρ1、ρ2，重物挂在弹簧测力计下，浸没待测液体中测力计示数分别为F1、F2，由称重法和阿基米德原理有：

F1=G-ρ1gV----①，
F2=G-ρ2gV---②，

①-②得：

F1-F2=ρ2gV-ρ1gV=（ρ2-ρ1）gV；

即△F=△ρgV，故这个物体的体积应当为：

。