题目内容

7.小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验重,用到如下器材:分度为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等. 
(1)小冉进行了如图所示的实验:步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤分别如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤BCDEF
弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=0.1N.
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体密度有关.
(4)小冉用表格中的数据可算出了某种液体的密度是1.3×103kg/m3(结果保留一位小数).

分析 (1)认清弹簧测力计的分度值读数;
(2)根据称重法求浮力F浮=G-F示;
(3)运用控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量的关系;
(4)根据物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等,根据阿基米德原理列方程求解.

解答 解:(1)弹簧测力计的分度值为0.1N,步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N;
(2)由铜块的重力和表中对应的示数,在实验步骤中B中,铜块所受浮力F浮=G-F=2.7N-2.6N=0.1N;
(3)实验步骤由B到步骤D,铜块浸入水的体积越来越大,弹簧测力计示数F越来越小,则物体受到的浮力越来越大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;实验步骤A、E、F,物体排开液体的体积不变,改变的是液体的密度,因弹簧测力计示数不同,根据F浮=G-F示物体受到的浮力大小不同,可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关;
(4)在步骤E、F中,铜块受到的浮力分别为F浮水=2.7N-2.4N=0.3N、F浮盐=2.7N-2.3N=0.4N,铜块排开液体的体积等于其本身的体积,
故V排水=V排液,根据阿基米德原理有$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮盐}}{{ρ}_{水}g}$,ρ盐水=$\frac{{F}_{浮盐}}{{F}_{浮水}}$×ρ水=$\frac{0.4}{0.3}$×103kg/m3=1.3×103kg/m3.
故答案为:(1)2.7;(2)0.1;(3)物体排开液体的体积;液体密度;(4)1.3×103.

点评 本题通过探究“浮力大小与哪些因素有关”,综合考察阿基米德原理、浮力产生的原因、液体密度的测量等知识,综合性较强.

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