Question

15．小宇在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，用同一物体按如图步骤实验：

（1）分析图1中的乙和丙两图，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2）由图1中弹簧测力计示数可得，物体浸没在水中时受到的浮力是4 N；
（3）分析1中的丙和丁，说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度没有（选填“有”或“没有”）关系；
（4）若要探究未浸没前“浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关”的实验；必须控制液体的密度和排开液体的体积不变，现有如图2中A、B两物体（密度均大于液体的密度）供你选择，要选择物体B进行实验才能完成该实验探究；
（5）在图1丙中，已知容器和水的总重为20N，容器的底面积为25cm²，则容器对水平桌面的压强是9600Pa．

Answer 1

分析 （1）探究物体受到的浮力与物体排开液体体积的关系，应控制液体密度相等而物体排开液体的体积不同，分析图示实验情景即可正确解题；
（2）根据F_浮=G-F_拉求出浮力大小；
（3）研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系，应控制物体排开液体的密度和体积不变，改变物体在液体中的深度；
（4）研究未浸没前浮力的大小与物体在液体中的深度的关系，应控制物体排开液体的密度和体积不变，改变物体在液体中的深度；
（5）根据物体间力的作用是相互的求出物体对液体的压力，再根据p=$\frac{F}{S}$求出压强．

解答 解：（1）由图乙、丙所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同，且物体所受的浮力不同，所以乙、丙两次实验，是为了探究物体所受浮力大小与排开液体体积有关；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力F_浮=G-F_拉=5N-1N=4N；
（3）研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系，应控制物体排开液体的密度和体积不变，只改变深度的大小，所以，比较图丙和图丁可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度没有关系；
（4）研究未浸没前浮力的大小与物体在液体中的深度的关系，应控制物体排开液体的密度和体积不变，改变物体浸入液体中的深度；
物体B是一个长方体，能保证浸入液体中的体积不变的同时，又能改变浸入液体中的深度；而物体A不能实现此目的；
（5）根据物体间力的作用是相互的可知，水给物体一个向上的浮力，物体就会给水一个向下的压力，且大小相等，所以F_向下=F_浮=G-F_拉=5N-1N=4N，
容器对水平桌面的压强P=$\frac{F}{S}$=$\frac{G+{F}_{向下}}{S}$=$\frac{20N+4N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9600Pa．
故答案为：（1）乙；丙；（2）4；（3）没有；（4）排开液体的体积；B；（5）9600．

点评 此题主要是探究影响浮力大小的因素，实验表明，浸在液体中的物体受到浮力的作用，浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，应用控制变量法是正确解题的关键．同时考查了压强的计算，根据力的作用是相互的弄明白物体会给水一个向下的压力是解决此题的关键．