Question

1．某同学按如图所示的装置进行“探究影响浮力大小的因素”的实验：
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与排开液体的体积有关；
（2）为了探究浮力的大小与物休浸没在液体中的深度有无关系，可选用甲、丙、丁图装置进行操作．
（3）选用图甲、丁、戊可探究浮力大小与液体密度的关系；
（4）物体浸没在水中时受到的浮力是4N，物体的体积是4×10^-4m³；
（5）用图示实验数据还可测出盐水的密度为1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析比较图甲、乙、丙，液体的密度相同，物体浸入液体中的体积不同，弹簧测力计的示数不同，结合控制变量法的思想得出实验结论；
（2）探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，要控制液体的密度和排开液体的体积不同，改变浸没的深度；
（3）丁、戊液体的密度不同，物体排开液体的体积相同，可得浮力大小与液体密度的关系；
（4）根据称重法求出物体在水中和盐水中受到的浮力，根据阿基米德原理分别表示出物体排开液体的体积即为物体的体积；
（5）根据物体的体积不变结合阿基米德原理得出等式即可求出盐水的密度．

解答 解：（1）比较图甲、乙，说明物体在水中受到浮力的作用，比较乙、丙可知，液体的密度相同，物体排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2）探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，要控制液体的密度和排开液体的体积不同，改变浸没的深度，可选用甲、丙、丁图装置进行操作；
（3）丁、戊物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，所以通过甲、丁、戊可探究浮力大小与液体密度的关系；
（4）由图甲知，物体的重力G=5N，物体完全浸没在水中时拉力F=1N，物体浸没在水中时受到的浮力F_浮=G-F=5N-1N=4N，
由F_浮=ρ_液gV_排得，物体的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
（5）物体浸没在盐水中时受到的浮力F_浮′=G-F′=5N-0.6N=4.4N，
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
V=V_排
$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{盐水}g}$，
整理可得，盐水的密度：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{4.4N}{4N}$×1.0×10³kg/m³=1.1×10³kg/m³．
故答案为：
（1）排开液体的体积；
（2）甲、丙、丁；
（3）液体密度；
（4）4；4×10^-4；
（5）1.1×10³．

点评 本题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，确定V_排相等是解决（5）的关键．