Question

7．九九在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计、实心圆柱体铜块、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等．

（1）九九进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：

实验步骤	B	C	D	E	F
弹簧测力计示数/N	2.6	2.5	2.4	2.4	2.3

（2）在实验步骤B中铜块所受浮力F_浮=0.1N．
（3）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关．
（4）请你分析步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大（选填“增大”或“减小”）．
（5）请你利用表格中的数据算出步骤F中液体的密度是1.3×10³kg/m³（结果保留一位小数）．

Answer 1

分析 （1）在认清分度值的基础上读数；
（2）根据F_浮=G-F_示求浮力大小；
（3）运用控制变量法，找出不变的量和变化的量，确定浮力与变化量之间的关系；
（4）根据浮力产生的原因和p=$\frac{{F}_{压}}{S}$作答；
（5）由阿基米德原理，根据排开水的体积等于排开液体的体积相等列方程求解．

解答 解：（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）步骤B中，弹簧测力计的示数为F_示B=2.6N，故铜块所受浮力F_浮B=G-F_示B=2.7N-2.6N=0.1N；
（3）实验步骤A、B、C、D中，物体排开液体的密度不变，排开液体的体积变化，可以说明浮力大小与排开液体的体积跟关；实验步骤A、E、F，排开液体的体积不变，排开液体的密度变化，可以说明浮力大小跟排开液体密度有关；
（4）根据浮力产生的原因，步骤B、C、D中铜块下表面受到的浮力等于水的压力，根据F_浮=G-F_示知，物体在三种情况下受到的浮力大小关系F_浮B＜F_浮C＜F_浮D，因p=$\frac{{F}_{压}}{S}$，所以步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大；
（5）实验步骤E中，物体受到的浮力为F_浮E=G-F_示E=2.7N-2.4N=0.3N，实验步骤F中，物体受到的浮力为_浮F=G-F_示F=2.7N-2.3N=0.4N，因物体均浸没，所以V_排水=V_排液，根据阿基米德原理，
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，所以ρ液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}{×ρ}_{水}$=$\frac{0.4}{0.3}$×10³kg/m³=1.3×10³kg/m³．
故答案为：（1）2.7； （2）0.1；（3）排开液体的体积；排开液体的密度；  （4）增大；（5）1.3×10³．

点评 本题通过探究“浮力大小与哪些因素有关”，综合考查浮力、压强、密度、控制变量法的知识，属中等难度的题目．