Question

12．如图所示，是某同学“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验，根据实验过程回答下列问题．

（1）观察b、c两图可得物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2）观察d、e两图可得物体所受浮力的大小与液体的密度有关；
（3）该物体浸没在水中所受浮力的大小为1N，此时该物体排开的水的体积是10^-4m³，该物体的密度是8×10³kg/m³；
（4）观察以上实验，分析数据可知盐水的密度是1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）（2）根据称量法，分别求出（b）、（c）、（d）、（e）中物体受到的浮力，
根据控制变量法找到不变量的量和变化的量，分析浮力大小与变化量的关系；
（3）由浸没在水中受到的浮力，根据阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物，求出该物体的体积，根据密度公式求该物体的密度；
（4）根据实验求出物体盐水中受到的浮力，根据阿基米德原理变形公式求出盐水的密度．

解答 解：（1）由图b所示测力计可知，其分度值为0.2N，示数为3.6N；
根据称量法，（b）中物体受到的浮力：
F_浮1=G-F_示1=8N-7.6N=0.4N；
（c）中物体受到的浮力：
F_浮2=G-F_示2=8N-7N=1N；
由图b、c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，物体受到的浮力不同，由此可知，在液体密度相同的情况下，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关．
（2）（d）中物体受到的浮力：
F_浮3=G-F_示3=8N-7N=1N；
（e）中物体受到的浮力：
F_浮4=G-F_示4=8N-6.9N=1.1N；
由图d、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，由此可知，在物体排开液体体积相同的情况下，物体受到的浮力与液体密度有关．
（3）由（2）所示实验可知，物体浸没在水中受到的浮力：F_浮3=1N，设物体体积为V，由浮力公式：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ水gV_物，
物体的体积：
V_物=$\frac{{F}_{浮3}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=10^-4m³，
物体的密度：
ρ_物=$\frac{m}{{V}_{物}}=\frac{G}{{gV}_{物}}=\frac{8N}{10N/kg×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=8×10³kg/m³；
F_浮4=ρ_盐水gV_物，则盐水的密度：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮4}}{g{V}_{物}}$=$\frac{1.1N}{10N/kg×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.1×10³kg/m³；
故答案为：（1）体积；（2）密度；（3）1N；10^-4；8×10³；（4）1.1×10³．

点评 本题考查了称重法测浮力、阿基米德原理、实验现象分析、密度公式的应用，控制变量法的运用，综合性较强．