Question

19．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，一组同学根据生活经验提出了如下猜想：
A．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟深度有关； 
B．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟排开液体的体积有关；
C．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟液体的密度有关．
实验桌上有如下器材：量程符合实验要求的弹簧测力计一个，一个大水槽里盛有足够深的水，体积相同的若干钩码．该组同学所做的实验过程如图所示．
（1）钩码浸没在水中时受到的浮力是0.2N；
（2）比较d、e，可知猜想A是错误的；
（3）比较b、c、d，可知猜想B是正确的；
（4）该钩码的密度是2.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）由图a可知钩码的重力，由图d或图e可知钩码浸没时弹簧测力计的示数，利用称重法求出钩码受到的浮力；
（2）探究浸在液体里的物体受到的浮力大小跟深度的有关时，应控制其它因素不变，改变钩码浸没的深度；
（3）分析比较b、c、d可知钩码排开水的体积不同、弹簧测力计的示数不同即受到的浮力不同，据此判断浸在液体里的物体受到的浮力大小与排开液体体积之间的关系；
（4）根据阿基米德原理求钩码浸没时排开水的体积，即钩码的体积，根据钩码的重力可求质量，根据密度公式可求密度．

解答 解：
（1）由图a可知钩码的重力G=0.5N，由图d或图e可知钩码浸没时弹簧测力计的示数F′=0.3N，
则钩码浸没在水中时受到的浮力：F_浮=G-F′=0.5N-0.3N=0.2N；
（2）由d和e可知，钩码排开水的体积相同，弹簧测力计的示数相同，即钩码受到的浮力相同，
而钩码浸没的深度不同，这说明浸在液体里的物体受到的浮力大小与深度无关，故猜想A错误；
（3）由b、c、d可知，钩码浸入水中的体积不同即排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不同，
则钩码受到的浮力不同，说明浸在液体里的物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关，故猜想B正确．
（4）已知钩码的重力G=0.5N，钩码浸没在水中时受到的浮力：F_浮=0.2N；
根据F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物 可得钩码的体积：
V_物=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$-
该钩码的密度：
ρ=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{0.5N}{0.2N}$×10³kg/m³=2.5×10³kg/m³．
故答案为：（1）0.2；（2）d、e；（3）B；（4）2.5×10³kg/m³．

点评 本题考查了探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验及阿基米原理和密度的测量，利用好控制变量法和称重法测浮力是解题的关键．