Question

14．在探究浮力的大小跟哪些因素有关时，小明做了如图所示的实验．

（1）实验中小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，如图A所示，金属块的重为2.7N．
（2）用弹簧测力计挂着金属块缓慢地进入水中不同深度，步骤如图B、C、D、E所示，并将其示数记录在下面的表格中：

实验步骤	B	C	D	E
弹簧测力计示数/N	2.6	2.5	2.4	2.4

①在步骤B中，金属块受到的浮力是0.1N．
②分析实验步骤A、B、C、D可知，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关，分析实验步骤A、D、E可知，浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关．
（3）实验中，小明把石块浸没在另一种液体中，如图F所示，弹簧测力计的示数2.3N，结合表中的实验数据可求出该液体的密度是1.33×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计在空气中测量的是物体的重力，根据图可以读出弹簧测力计的示数；
（2）①根据F_浮=G-F_拉求出浮力；
②应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分析答题；
（3）根据金属块排开液体的体积不变（等于自身的体积）列方程，求出液体的密度．

解答 解：（1）最左边的图中，弹簧测力计的分度值为0.1N，由图可见物体的重力是2.7N；
（2）①在步骤B中，金属块受到的浮力是F_浮=G-F_拉=2.7N-2.6N=0.1N；
②分析实验步骤A、B、C、D可知，液体密度相同，物体排开液体的体积逐渐变大，弹簧测力计的示数变小，说明浮力逐渐变大，说明浮力大小和物体排开液体的体积有关；
分析实验步骤A、D、E可知，物体完全浸没，液体密度和排开液体的体积相同，浸没的深度不同，弹簧测力计示数相同，说明浮力相同，说明浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关；
（3）在步骤E中，金属块受到的浮力F_浮水=G-F_E=2.7N-2.4N=0.3N，在步骤F中，金属块受到的浮力F_浮液=G-F_F=2.7N-2.3N=0.4N，金属块排开液体的体积都等于自身的体积，所以，V_排水=V_排液，根据阿基米德原理，$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，所以ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$×ρ_水=$\frac{0.4N}{0.3N}$×10³kg/m³≈1.33×10³kg/m³．
故答案为：（1）2.7；（2）①0.1；②物体排开液体的体积；无关；（3）1.33×10³．

点评 本题探究“浮力大小与哪些因素有关”，考查弹簧测力计的读数、阿基米德原理、测液体的密度、控制变量法等知识，属于中等难度的题目．