Question

12．小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，如图表示探究过程及有关数据，g取10N/kg．

（1）分析①、②、③、④，说明浮力大小跟排开液体的体积有关．
（2）分析①、④、⑤，说明浮力大小跟液体的密度有关．
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是.4 N．
（4）根据图中的实验数据，该金属块的体积是3×10^-4m³，密度是3.33×10³ kg/m³．

Answer 1

分析 （1）在探究浮力大小与排开液体体积关系时，应控制排开液体密度不变，改变排开液体体积大小，观察测力计示数大小；
（2）在探究浮力大小与液体密度关系时，应控制排开液体体积不变，改变液体的密度，观察测力计示数大小；
（3）利用F_浮=G-F_示求其浮力大小；
（4）先根据G=mg求出质量，根据F_浮=G_排=ρ_液gV_排，求出体积，再利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，求其密度．

解答 解：（1）根据图示信息，比较分析图②③④，在同一液体中，物体浸入体积不同，测力计示数的变化不同，由此得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小与排开液体体积大小有关；
（2）分析图④⑤可知在物体浸在液体中的体积相同时，物体在不同液体中，测力计示数不同，由此说明浮力大小跟液体的密度有关；
（3）当物体完全浸没在酒精中所受浮力为：F_浮=G-F_示=10N-7.6N=2.4N；
（4）根据G=mg得出物体质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg；
因为物体浸没，所以由F_浮=G_排=ρ_液gV_排得：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{10N-7N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³；
因此物体的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1kg}{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$≈3.33×10³ kg/m³．
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）④、⑤；（3）2.4；（4）3×10^-4；3.33×10³．

点评 此题考查学生对于浮力的求解题的理解和掌握，能熟练利用原理解题是关键．