Question

8．江涛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，过程如图所示．
（1）分析B、C、D，说明浮力大小跟物体排开液体体积有关；
（2）分析图DE，说明浮力大小跟液体密度有关；
（3）金属块浸没在酒精中所受的浮力是0.8N；
（4）分析图示数据结合阿基米德原理可知，酒精和水的密度之比为4：5．

Answer 1

分析 （1）B、C、D中液体密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，根据控制变量法的思想得出实验结论；
（2）物体所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，要探究浮力和液体密度的关系，根据控制变量法的思想设计实验；
（3）根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数，根据称重法F_浮=G-F_示计算属块浸没在酒精中所受的浮力．
（4）根据阿基米德原理求出密度之比．

解答 解：（1）分析B、C、D可知：液体均为水，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关；
（2）物体所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，要探究浮力和液体密度的关系，就要控制物体排开液体的体积相等，而液体的密度不同，D和E中，物体均浸没，排开液体的体积均等于物体自身的体积，D中液体为水，E中液体为酒精，液体的密度不同，符合题意；
（3）弹簧测力计的分度值为0.2N，由A图知金属块的重力为5N，由E图知浸没在酒精中弹簧测力计的示数为4.2N，则金属块浸没在酒精中的浮力F_浮=G-F_示=5N-4.2N=0.8N．
（4）物体的体积不变，则：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮酒}}{{ρ}_{酒}g}$，则：酒精和水的密度之比为ρ_酒：ρ_水=F_浮水：F_浮酒=0.8N：（5N-4N）=4：5．
故答案为：（1）排开液体体积；（2）DE；（3）0.8；（4）4：5．

点评 本题考查了浸在液体中的物体所受的浮力的探究实验，解题的关键是掌握影响浮力大小的因素，得出实验结论和设计实验时要注意应用控制变量法．