Question

16．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，李阳同学和他的伙伴们做了如图所示的一系列实验．

（1）①②③三次实验是为了探究浮力的大小与排开液体的体积的关系．
（2）分析①③④（填序号）三次的实验数据，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关．
（3）此实验还探究了浮力的大小与液体密度的关系，得出的结论是当排开液体体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大．
（4）通过实验数据可知金属块的密度为9×10³kg/m³．（g=10N/Kg）
（5）金属块在盐水中受到的浮力为1.2N，你认为能否判断实验④⑤中的金属块下表面受到的液体压强的大小？否（填“能”或“否”）

Answer 1

分析 （1）（2）应用控制变量法分析图示实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
（3）由图③⑤所示实验可知，物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同，然后可得出结论；
（4）已知金属块的重力可求得其质量，根据①④所示实验可知，金属块浸没在水中受到的浮力，由F_浮=ρ_水gV_排可求得其体积，然后利用密度公式可求得其密度．
（5）根据称重法可求得金属块在盐水中受到的浮力，根据p=ρgh分析金属块下表面受到的液体压强大小．

解答 解：（1））由图示①②③三次实验可知，物体排开液体的密度不变而排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，排开液体体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知，①②③三次实验可以探究：浮力的大小与排开液体体积的关系，得出的结论是：在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大．
（2）由图①③④实验可知，物体排开液体的密度与体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，物体受到的浮力相同，由此可知：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关．
（3）由图③⑤所示实验可知，物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同，液体密度越大，物体受到的浮力越大，由此可知：该实验可以探究浮力的大小与液体密度的关系，得出的结论是：在排开液体体积一定的情况下，液体密度越大，物体受到的浮力越大．
（4）由图①所示实验可知，金属块的重力G=9N，由G=mg可知，金属块的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{9N}{10N/kg}$=0.9kg，由图①④所示实验可知，金属块浸没在水中受到的浮力：F_浮=G-F=9N-8N=1N，由F_浮=ρ_水gV_排可知，金属块的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
金属块的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.9kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=9×10³kg/m³．
（5）金属块在盐水中受到的浮力${F}_{浮}^{′}$=G-F_拉盐水=9N-1.8N=1.2N，
因为不知道实验④⑤中的金属块下表面距离液面的深度，所以不能判断实验④⑤中的金属块下表面受到的液体压强的大小．
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）①③④；（3）液体密度，当排开液体体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；（4）9×10³；（5）1.2N；否．

点评 本题的关键此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，称重法表达式的运用也在这一实验的进行中起到了重要的作用，是我们必须熟练掌握的．