Question

3．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，物体A静止时，弹簧测力计示数分别如图所示，请回答下列问题：
（1）由图甲、乙、丙可知，物体A所浮力大小与排开液体的体积有关；由图甲、丙、丁可知，物体A所浮力大小与液体的密度有关．
（2）物体A的密度为2.5×10³kg/m³．
（3）盐水的密度为1.2×10³ kg/m³．

Answer 1

分析 （1）探究影响浮力大小的因素实验，应采用控制变量法，分析图示实验；根据实验控制的变量与实验现象即可判断；
（2）由图甲、丙，根据称重法可知物体A在水中受到的浮力，根据F_浮=ρ_水gV_排求出物体完全浸没水中时的体积，即物体的体积，再根据G=mg=ρ_物gV求出物体的密度；
（3）由图甲、丁，根据称重法可知物体A在盐水中受到的浮力，根据F_浮=ρ_水gV_排求出盐水的密度．

解答 解：（1）由图甲、乙、丙可知，物体排开液体的密度相同而物体排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知：浮力与物体排开液体的体积有关；
由图甲、丙、丁或丙、丁可知，物体排开液体的体积相等而排开液体的密度不同，物体受到的浮力不同，由此可知，物体A所浮力大小与液体的密度有关．
（2）由图甲、丙可知：物体A在水中受到的浮力F_浮=G-F₂=10N-6N=4N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体A的体积V=V_排2=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
由G=mg=ρ_物Vg得：
物体A密度ρ_A=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{10N}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10³kg/m³．
研究浮力大小与液体密度的关系．
（3）由图甲、丁可知：物体A在盐水中受到的浮力F_浮′=G-F₃=10N-5.2N=4.8N，
由F_浮=ρ_盐水gV_排得：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$=$\frac{4.8N}{10N/kg×4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案为：（1）排开液体的体积；甲、丙、丁或丙、丁；（2）2.5×10³；（3）1.2×10³．

点评 本题考查了实验现象分析，应用控制变量法分析图示实验现象即可正确解题，应用控制变量法是正确解题的关键．