题目内容

20.在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,小明做了如图甲、乙、丙所示的实验,并绘制了浮力与浸没深度关系的图象,如图丁(g取10N/kg).

(1)由甲乙两图可知,物体在水中受到的浮力为1N,体积为100cm3;
(2)乙丙两次实验是为了探究浮力大小与液体密度的关系;
(3)若丙图中,弹簧测力计的示数是1.6N,则盐水密度为1.2×103kg/m3.
(4)由丁图可知,未浸没前,物体所受浮力大小与浸没深度有关,浸没后则无关.进一步分析可知,影响浮力大小的因素为液体密度和排开液体的体积.

分析 (1)由称重法公式F浮=G-F示求浮力;由F浮=ρ水gV排变形可求得物体排开水的体积,因为全部浸没,所以V排=V物,
(2)乙丙两次实验,物体排开液体的体积不变,改变液体密度;
(3)先有称重法求出在盐水中的浮力,由物体在水中受到的浮力利用阿基米德原理求出V排即V物,最后由公式F浮=G-F示=ρ盐水gV排求出盐水的密度;
(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同.

解答 解:(1)由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力F浮=G-F示=2.8N-1.8N=1N;
由F浮=ρ水gV排可得,V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-4m3=100cm3,
因为全部浸没,所以V物=V排=100cm3.
(2)乙丙两次实验可知,物体排开液体的体积不变,液体密度改变;因此是为了探究浮力大小与液体密度的关系;
(3)据图甲和图丙可得,物体浸没在水中受到的浮力F浮1=2.8N-1.6N=1.2N;
根据公式F浮=ρ液gV排可得,
盐水的密度ρ盐水=$\frac{{F}_{浮1}}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.2N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×103kg/m3;
(4)由图丁可知,物体在水中的深度变大,物体受到的浮力变大;物体在水中的深度变大的同时,排开液体的体积变大,则说明了物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;因没有控制排开液体的体积相等,因此不能得出浮力大小与深度有关的结论;
物体浸没后,物体排开液体的体积不变,物体受到浮力大小相同,则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的深度无关.
综上所述,物体受到浮力的大小与物体排开的液体体积和液体密度有关.
故答案为:(1)1;100;(2)液体密度;(3)1.2×103;(4)浸没深度;液体密度和排开液体的体积.

点评 本题考查了影响浮力大小的因素,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用,对常见的错误认识做了澄清.

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