Question

12．小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．如图表示探究的过程及有关数据．

（1）分析②、③、④、⑤，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关，跟（物体浸没的）深度无关．
（2）分析⑤⑥，说明浮力大小跟排开液体的密度有关．
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是2.4N．
（4）图⑤中金属块下表面所处的深度为10cm，则下表面受到的液体压强是980Pa．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）根据6个图中数据求出排开液体的体积，由根据称重法，F_浮=G-F_示，得到实验中浮力的大小，根据控制变量法分析得出影响浮力大小的物理量；
（4）由p=ρgh求金属块下表面所处的深度为10cm受到的液体压强．

解答 解：（1）（3）由图①知，物体的重力G=10N，在②③④⑤⑥实验中，排开水的体积分别为：
V_排2=600ml-500ml=100ml、
V_排3=700ml-500ml=200ml、
V_排4=800ml-500ml=300ml；
V_排5=800ml-500ml=300ml；
V_排6=800ml-500ml=300ml；
而根据称重法，F_浮=G-F_示，物体在在②③④实验中受到的浮力大小分别为：
F_浮2=G-F_示2=10N-9N=1N，
F_浮3=G-F_示3=10N-8N=2N，
F_浮4=G-F_示4=10N-7N=3N；
F_浮5=G-F_示4=10N-7N=3N；
F_浮6=G-F_示5=10N-7.6N=2.4N，即物体完全浸没在酒精中所受的浮力大小；
故由②③④知，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，故得出的结论是：浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
由④⑤可知，物体浸没在水中的深度不同，而受到的浮力相同，说明浮力大小跟（物体浸没的）深度无关；
（2）在⑥⑤实验中，物体排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，由上知，受到的浮力不同，故说明浮力大小跟排开液体密度有关；
（4）图⑤中金属块下表面所处的深度为h=10cm，则下表面受到的液体压强是：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×10×10^-2m=980Pa．
故答案为：（1）物体排开液体的体积；  （物体浸没的）深度；
（2）⑤⑥；排开液体的密度；
（3）2.4N；
（4）980Pa．

点评 本题考查称重法测浮力、影响浮力大小的因素及数据分析的能力和控制变量法的运用，同时也考查了液体压强的应用，综合性较强．