Question

2．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小红同学的实验步骤如图甲所示，她在弹簧测力计下悬挂一圆柱体，当圆柱体下表面与水面向平时开始缓慢下降，直到与溢水底接触为止．

（1）该圆柱体的重力G=6N．
（2）圆柱体浸没在水中后所受浮力F_浮=5N．
（3）比较实验步骤（b）、（c）两次的结果可知：圆柱体所受浮力的大小跟物体浸在液体的体积有关，实验步骤c、d两次的结果表明：浸没在水中的圆柱体所受浮力的大小与浸没的深度无关．
（4）小红完成图甲所示的实验后，把水换成两一种液体重复上述实验，并根据实验数据绘制了图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降高度h的关系图象．该实验图象表明：圆柱体浸没在这种液体中受到的浮力F′_浮=4N，该液体的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．
（5）甲、乙两个实验表明：浮力大小孩跟液体的密度有关．

Answer 1

分析 （1）根据图a得出物体的重力大小；
（2）由图a、c根据F浮=G-F得出所受浮力的大小；
（3）比较b、c两图的不同点，得出浮力大小与物体排开液体体积的关系；
比较c、d两图的不同点，得出浮力大小与物体浸没的深度的关系；
（4）根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力；
根据物体在两种液体中排开液体的体积不变得出液体的密度；
（5）比较甲、乙两个实验可知：物体排开液体的体积相同，得出浮力大小跟液体密度有关．

解答 解：
（1）由a知，圆柱体的重力G=6N；
（2）由图a、c知，圆柱体浸没在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（3）比较实验步骤（b）、（c）两次的结果可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，测力计的示数不同，可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积（物体排开液体的体积）有关；
由c、d两图可知，圆柱体完全浸没，圆柱体浸没的深度不同，测力计的示数不变，即所受浮力不变，表明：浸没在水中的圆柱体所受浮力的大小与浸没的深度无关；
（4）由图乙知，物体完全浸没时测力计的示数为2N，则F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由F_浮=ρ_液gV_排得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$，
则$\frac{5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=$\frac{4N}{{ρ}_{液}×10N/kg}$；
解得：ρ_液=0.8×10³kg/m³；
（5）由甲、乙实验知，两实验中物体浸在液体中的体积相同，液体的密度不同，物体受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关．
故答案为：（1）6；（2）5；（3）体积；c、d；（4）4；0.8×10³；（5）密度．

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了学生分析图象和数据的能力，注意分析问题过程中控制变量法的应用，同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到灵活应用．