Question

3．探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验．
实验器材：体积相同的甲、乙两物体（ρ_甲＞ρ_乙＞ρ_盐水＞ρ_水），弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳．
胡明利用上述器材完成实验，记录数据如下表：

实验 次数	物体	物体重力/N	液体密度g/cm3	物体浸在液体中的体积/cm3	物体浸在液体中时测力计的示数/N	物体浸在液体中所受的浮力/N
1	甲	4	1.0	40	3.6	0.4
2	甲	4	1.0	60	3.4	0.6
3	甲	4	1.0	100	3.0	1.0
4	甲	4	1.2	100	①	②
5	乙	2	1.2	100	0.8	1.2

（1）在第4次实验中，弹簧测力计的示数如图所示．这个弹簧测力计的分度值为0.2N，表格中①的数据为2.8N，②的数据为1.2N．
（2）分析比较第1、2、3次实验，能够得到物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关；分析比较第3、4次实验，能够得到物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关．
（3）探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时，应分析比较4、5两次实验，根据实验数据可知物体在液体中受到的浮力大小与物体密度无关．（选填“有关”或“无关”）
（4）请试着通过第3次的实验数据计算出甲物体的密度为4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）确定测力计的最小分度值，读出测力计的示数，根据F_浮=G-F_拉计算出浮力；
（2）运用控制变量法探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系时，必须控制液体密度不变；探究浮力的大小与液体密度的关系时，必须控制排开液体体积不变；
（3）探究浮力的大小与物体密度的关系，可以选择其他因素相同而物体密度不同的几次实验，并根据几次浮力的大小是否相等，得出结论；
（4）根据第3次的实验数据得出重力，根据G=mg求出质量，再根据密度公式求出密度．

解答 解：（1）在第4次实验中，由图示可知，该弹簧测力计的分度值是0.2N，物体浸在液体中时测力计的示数为2.8N，则物体浸在液体中所受的浮力：F_浮=G-F_拉=4N-2.8N=1.2N；
（2）分析比较第1、2、3次实验，其它因素都相同，只有排开液体的体积不同，而浮力大小不同，所以可得出：物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
分析比较第3、4次实验，其它因素都相同，只有液体的密度不同，而浮力大小不同，所以可得出：物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关．
（3）探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时，应选择排开液体体积相同、液体密度相同但物体密度不同的操作，由表格数据可知，应比较4、5两次实验，通过计算可知浮力两次都为1.2N，所以物体在液体中受到的浮力大小与物体密度无关．
（4）根据第3次的实验数据可知，物体的重力G=4N，
则物体的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg；
物体的体积等于物体浸在液体中的体积，即V=100cm³=1×10^-4m³；
则物体的密度为：ρ_物=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案为：
（1）0.2；2.8；1.2；（2）排开液体的体积；液体的密度；（3）4、5；无关；（4）4×10³．

点评 物体所受浮力受两个因素影响，一是排开液体体积，二是排开液体的密度．其他因素都和浮力没有关系；要学会灵活运用控制变量法探究物理问题．