Question

13．小张在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm²、高度为8cm的实心圆柱体、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等．小张用弹簧测力计挂着圆柱体缓慢地浸入液体中，过程如图1所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：

实验步骤	A	B	C	D	E	F
弹簧测力计示数/N		2.5	2.4	2.3	2.3	2.4

（1）请将步骤A中所示弹簧测力计的示数填在表格中；
（2）在实验步骤B中，圆柱体所受浮力F_浮=0.2N；
（3）分析实验步骤A、B、C、D、E，可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关；
（4）在步骤B、C、D中，圆柱体下表面受到水的压强与深度的关系是图2中的A；
（5）小张用表格中的数据算出了该液体的密度是0.75×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）在认清分度值的基础上读数；
（2）根据F_浮=G-F_示求浮力大小；
（3）运用控制变量法，找出不变的量和变化的量，确定浮力与变化量之间的关系；
（4）液体内部压强的大小与密度和深度有关，在密度相同时，深度越深，压强越大；
（5）由阿基米德原理，根据排开水的体积等于排开液体的体积相等列方程求解．

解答 解：（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）步骤B中，弹簧测力计的示数为F_示B=2.6N，故铜块所受浮力F_浮B=G-F_示B=2.7N-2.5N=0.2N；
（3）实验步骤A、B、C、D、E中，物体排开液体的密度不变，排开液体的体积变化，可以说明浮力大小与排开液体的体积跟关；
（4）在步骤B、C、D中，圆柱体下表面的深度越深，则受到水的压强越大，故图A正确；
（5）实验步骤E中，物体受到的浮力为F_浮E=G-F_示E=2.7N-2.3N=0.4N，实验步骤F中，物体受到的浮力为_浮F=G-F_示F=2.7N-2.4N=0.3N，因物体均浸没，
所以V_排水=V_排液，根据阿基米德原理，
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，所以ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$=$\frac{0.3N}{0.4N}$×1×10³kg/m³=0.75×10³kg/m³．
故答案为：（1）2.7； （2）0.2；（3）排开液体的体积；（4）A；（5）0.75×10³．

点评 本题通过探究“浮力大小与哪些因素有关”，综合考查浮力、压强、密度、控制变量法的知识，属中等难度的题目．