Question

【题目】小章和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时，操作如下：

（1）如图甲所示，把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关，于是他设计如图乙所示实验步骤，根据_____两图可以验证猜想是否正确。通过观察b、e两图，得出了“浮力大小与液体密度有关”的结论，你认为这样得出结论是否合理？答：_____（选填“是”或“否”）。

（2）实验结束后小章联想到压力、压强知识，提出了下面两个问题：（以下两空均选填“＞”“＜”或“＝”）。

①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是p1、p2，则p1_____p2；

②由于物体A的浸入，c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力分别是△F1、△F2，则△F1_____△F2。

（3）通过实验数据，请计算出物体A与盐水的密度之比为_____。

Answer 1

【答案】bc（或bd） 否 ＜ ＜ 10：3

【解析】

第一空．要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系，就要保证液体的密度一定而物体排开液体的体积不同，故图bc或bd符合题意；

第二空．观察b、e两图知道，物体排开液体的体积不同，液体的密度也不同，不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关，故小章的结论是不合理的，因为研究浮力大小与液体的密度的关系，要保证排开液体的体积相等；

第三空．由图可知，物体A下表面在b图中所处的深度小于在d图中的深度，由p＝ρgh可知，p1＜p2；

第四空．因物体浸入液体中时受到向上的浮力，同时物体给液体一个向下的压力，这两个力的大小相等，所以，烧杯对水平桌面增加的压力等于物体受到的浮力，c、e两图相比，图e中弹簧测力计的示数较小，由F浮＝G﹣F′可知，物体受到盐水的浮力较大，所以，△F1＜△F2。

第五空．由图a与c知道，A在水中受到的浮力：
F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；
由F浮＝ρ液gV排可知，物体A的体积：
＝1×10﹣4m3；
由G＝mg知道，A的质量是：
＝0.4kg，
所以，A的密度是：
＝4×103kg/m3；
物体A在盐水中受到的浮力是：
F浮′＝G﹣F′＝4N﹣2.8N＝1.2N；
根据F浮＝ρ液gV排知道，盐水的密度是：
＝1.2×103kg/m3；

物体A与盐水的密度之比是ρA：ρ盐水＝4×103kg/m3：1.2×103kg/m3＝10：3。