Question

3．小明探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及有关数据如图所示，已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg．

（1）如图⑥所示实验时，物体受到的浮力为0.8N．
（2）由图②、③、④所示实验得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关．
（3）由图④、⑤所示实验得出的结论是：物体浸没在液体中时，所受浮力的大小与深度无关．
（4）小明由图③、⑦所示实验，他就得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论．他的分析过程是错误（选填“正确”或“错误”）的，你判断的理由是没有控制排开液体的体积相同．
（5）由图中提供的数据，可以求出盐水的密度为1.125×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据F_浮=G-F_拉求出物体浸没在水中时受的浮力，物体全部浸没在水中时浮力大小和深度无关；
（2）掌握影响浮力大小的因素，判断两图中改变的量和不变的量，得出影响浮力的因素；
（3）浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，在得出实验结论时，要注意是否是在控制其他变量的情况下，研究了浮力与液体密度的关系；
（4）根据F_浮=G-F计算出在水中和盐水中受到的浮力，根据V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体的体积，根据ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$计算出盐水的密度．

解答 解：（1）由①④两图可以读出，物体重力G=5N，物体全部浸没在水中时弹簧测力计的拉力F_拉=4.2N，
物体全部浸没在水中时的浮力F_浮=G-F_拉=5N-4.2N=0.8N，因为物体全部浸没在水中时浮力大小和深度无关，所以图⑥所示实验中物体所处的深度虽然增加了，但是浮力不变仍为0.8N；
（2）由图②、③、④所示实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，物体所受的浮力大小不同，所以得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关；
（3）物体浸没在液体中，探究和深度的关系时，应该控制液体密度、排开液体体积相同，深度不同，符合要求的是④⑤两图；
（4）浮力的大小除与液体的密度有关外，还与物体排开的液体体积有关，在乙、丙实验中没有对物体排开液体的体积进行控制，导致结论不准确；
（5）由①④知，浸没在水中时的浮力F_浮=5N-4.2N=0.8N；
由①⑦知，浸没在盐水中时的浮力F_浮′=5N-4.1N=0.9N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.8N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10^-4m³，
盐水的密度ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.9N}{10N/kg×0.8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.125×10³kg/m³．
故答案为：（1）0.8；（2）排开液体的体积；（3）④、⑤；（4）错误；没有控制排开液体的体积相同；（5）1.125×10³．

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，在（5）中确定V_排相等是解决此题的关键．