Question

9．图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
（1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与液体的密度的关系．
（2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是②③（填序号）．
（3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为1N；该物体的密度为：4×10³kg/m³． 盐水的密度是：1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）③④两组实验通过变换不同的液体，改变液体的密度，弹簧测力计的示数F_示变化，因为F_浮=G-F_示，物体受到的浮力发生了变化，由此说明浮力的大小与液体的密度有关；
（2）②③两组实验，用的是水、密度相同，物体浸入液体中的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（3）由①③可以得出物体浸没在水中时所受的浮力；
根据F_浮=ρ_水gV_排求出物体体积，再根据G=mg=ρ_物gV求出物体密度；再根据F_浮=ρ_盐水gV_排求出盐水的密度．

解答 解：（1）由①③可知，物体浸没水中受到的浮力：
F_浮=G-F_示=4N-3N=1N，
由①④可知，物体浸没盐水中受到的浮力：
F_浮′=G-F_示′=4N-2.8N=1.2N，
F_浮≠F_浮′，
可见，物体受到的浮力与液体的密度有关；
（2）②③两组实验，物体浸入水中的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（3）由①③可以得出物体浸没在水中时所受的浮力：F_浮=G-F_示=4N-3N=1N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
由G=mg=ρ_物gV得：
物体密度ρ_物=$\frac{G}{gV}$=$\frac{4N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³；
盐水的密度ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.2N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案为：（1）液体的密度；
（2）②③；
（3）1；4×10³；1.2×10³．

点评 利用好控制变量法：都浸没水中，改变物体浸入的体积，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；都浸没液体中（v_排相同），通过变换不同的液体，改变液体的密度，说明浮力的大小与液体的密度有关．