Question

3．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）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
（2）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是4N，圆柱体的体积是4×10^-4m³．（g取l0N/kg）
（3）用图示实验数据测出盐水的密度是1.1×10³kg/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，根据称重法可知圆柱体在水中受到的浮力，根据F_浮=ρ_水gV_排求出圆柱体完全浸没水中时的体积，即圆柱体的体积；
（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，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）由图甲、丙所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F_浮=G-F=5N-1N=4N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
圆柱体的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
（3）由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：F_浮盐水=G-F′=5N-0.6N=4.4N，
由F_浮=ρ_盐水gV_排得：
盐水的密度ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮盐水}}{g{V}_{排}}$=$\frac{4.4N}{10N/kg×4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.1×10³kg/m³；
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）4；4×10^-4；（3）1.1×10³．

点评 本题考查探究影响浮力大小的因素，应用控制变量法分析图示实验现象即可正确解题．